Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Сети ЭВМ и телекоммуникации Презентации к курсу выложены на Литература для подготовки к экзамену: Олифер В. и Н. Базовые технологии локальных сетей. Олифер В. и Н. Введение в IP-сети. Брежнев А.Ф., Смелянский Р.Л. (1994 г.). Семейство протоколов TCP/IP. Д.Комер. Межсетевой обмен с помощью TCP/IP. Курс "CISCO Internetworking Technology Overview". Стэн Шатт. Мир компьютерных систем. - К: BHV, А.Микуцкий. Основы технологии АТМ. Спирин А.А. Введение в технику волоконно-оптических сетей. Бабаевский П. Тестирование кабельных систем Категорий 5 е и 6. Разъемы и кабели Ethernet (Технологии Ethernet). Медведовский И., Семьянов П., Леонов Д. Атака через INTERNET. Rev /

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Стандарты, их роль Стандарты -- правила для производителей. Назначение: обеспечить совместимость продукции. Открытые системы: многоплатформенность (гетерогенность), открытость, переносимость, совместимость. Множество организаций, выпускающих стандарты (ГОСТ и ТУ), комитеты, консорциумы, сообщества. Лицензирование, General Public License.

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Разработчики стандартов American National Standards Institute коммуникации: коды, алфавиты, сигнальные схемы; микрокомпьютеры: языки программирования, SCSI, драйвера ansi.sys; осн. стандарты и спецификации: интерфейс Token Ring, CSMA/CD, SQL, алгоритмы шифрования. Common Open Software Environment разработка общей рабочей Unix-среды. В консорциум входят IBM, HP, SunSoft, Novell. Comite Consultatif Internationale de Telegraphie et Telephonie (ITU - International Telecommunications Union) Протоколы CCITT (МККТТ - рус.) относятся к модемам, сетям, передаче факсимильных сообщений. 15 исследовательских групп: A и B раб. процедуры, термины и определения, I ISDN, K и L защита оборудования, R-U терминальные и телеграфные услуги, V передача данных по телефонным сетям, X сети передачи данных.

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Разработчики стандартов CCITT (продолжение) v.22 полнодуплексная модемная передача 1200 бит/с, v.22bis 2400 бит/с v.28 стандарт интерфейса RS-232 v.32 асинхр. и синхронная передача бит/с, v.32bis до v.35 высокоскоростная передача по комбинированным цепям. v.42 проверка ошибок v.42bis сжатие данных v.terbo бит/с v бит/с, v.34+ до бит/с x2, k56flex > v.90, v.92 до 56 кбит/с (асимметричные) X.200 (ISO 7498) эталонная модель OSI X.25 (ISO 7776) сети с коммутацией пакетов X.400 (ISO 10021) обмен сообщениями (электронная почта, не Интернет) X.500 (ISO 9594) служба каталогов X.700 (ISO 9595) Common Management Information Protocol

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Разработчики стандартов Electronic Industries Association 1924 год. RS стандарт последовательного соединения с помощью разъемов DB-9 и DB-25 и макс длиной кабеля 15 метров. Определяется соединение между DTE (терминальное оборудование) и DCE (data communication equipment). Institute of Electrical and Electronic Engineers Комитеты, 802 (февраль 1980) (до ) IEEE 802.1: Bridging (Networking) and Network Management (VLAN) IEEE 802.2: Logical Link Control (Upper Part of Data Lnk Layer) IEEE 802.3: Ethernet (CSMA/CD) IEEE 802.4: Token Bus (Disbanded) IEEE 802.5: Defines the MAC Layer for a Token Ring (Inactive) IEEE 802.6: Metropolitan Area Networks (Disbanded) IEEE 802.7: Broadband LAN using Coaxial Cable (Disbanded) IEEE 802.8: Fiber Optic TAG (Disbanded) IEEE 802.9: Integrated Services LAN (Disbanded) IEEE : Interoperable LAN Security (Disbanded)

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Разработчики стандартов Institute of Electrical and Electronic Engineers (продолжение) IEEE : Wireless LAN & Mesh (Wi-Fi Certification) IEEE : Demand Priority (Disbanded) IEEE : Not Used IEEE : Cable Modems (Disbanded) IEEE : Wireless PAN IEEE : (Bluetooth Certification) IEEE : (ZigBee Certification) IEEE : Broadband Wireless Access (WiMAX Certification) IEEE e: (Mobile) Broadband Wireless Access IEEE : Resilient Packet Ring IEEE : Radio Regulatory TAG IEEE : Coexistence TAG IEEE : Mobile Broadband Wireless Access IEEE : Media-Independent Handoff IEEE : Wireless Regional Area Network IEEE : Emergency Services Working Group IEEE : Smart Grid TAG New (November, 2012) IEEE : Omni-Range Area Network (Not Yet Ratified)

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Разработчики стандартов International Standards Organization Идеальная модель взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection Reference Model, OSI/RM ) Open Software Foundation создает программные среды, объединяя технологии разл. производителей. Unix-подобная ОС - OSF/1, OSF/Motif - граф. интерфейс. SQL Access Group совместно с ISO разрабатывает стандарты, определяющие взаимодействие интерфейсных и прикладных систем (в архитектуре клиент-сервер)

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Модель OSI/RM APPLICATION PRESENTATION SESSION TRANSPORT NETWORK DATA LINK PHYSICAL Layer 7 Layer 6 Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1 OSI/RM ПРИКЛАДНОЙ ПРЕДСТАВИТ. СЕАНСОВЫЙ ТРАНСПОРТНЫЙ СЕТЕВОЙ КАНАЛЬНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ 1984 г. OSI/RM метод описания сетевых сред и открытых архитектур. Цель: стандартизация и простота написания драйверов определенного уровня, возможность организации стеков протоколов.

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Уровни в модели OSI/RM прикладной Общий доступ к сети, поток данных, Ex: telnet. представления данных Определяет формат для обмена данными (переводчик), перевод данных свыше в общепринятый стандарт, шифрование, смена кодовой таблицы, сжатие данных. сеансовый Установление, использование и завершение сеанса связи, распознавание имен и защита, расстановка checkpoints, чтоб в случае неудачной передачи начинать с плохого места, некорректное завершение сеанса. транспортный Гарантирует доставку пакетов без ошибок, в той же последовательности, без потерь и дублирования. Переупаковка пакетов: длинные разбиваются, короткие объединяются. Сигнал подтверждения приема.

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Уровни в модели OSI/RM сетевой Адресация и маршрутизация в глобальных сетях. На основании конкретных сетевых условий, приоритета услуги определяется маршрут пакета. Коммутация пакетов, маршрутизация, перегрузки. Деление на более мелкие пакеты, если адаптер компьютера не может передавать пакеты поступившей длины. Принимающая сторона их обратно соберет. канальный Передача кадров с сетевого в среду передачи (пароль. в послед. и наоборот), иногда спец. кодирование. Кадр содержит: адреса получателя и отправителя, управляющую инфо (данные о верхнем уровне), данные и CRC поле. Сетевой уровень считает передачу данных безошибочной. физический Сырой поток битов. Электрический, оптический, механический (разъемы) и функциональный (способ передачи данных) интерфейсы сетевой платы с кабелем. Устанавливается длительность передачи каждого бита и правила перевода его в эл.- и опти- сигналы.

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs OSI и архитектура компьютеров ПРИКЛАДНОЙ ПРЕДСТАВИТ. СЕАНСОВЫЙ ТРАНСПОРТНЫЙ СЕТЕВОЙ КАНАЛЬНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ Пользователь Операционная система Аппаратура Драйверы

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs OSI и IEEE Project 802 В соответствие с расширением OSI/RM канальный уровень делится на два подуровня: LLC - Logical Link Control (подуровень управления логической связью) MAC - Medium Access Control (контроль доступа к среде передачи) Различия у сетевых архитектур находятся на канальном (MAC- подуровень) и физическом уровнях. Project 802 разрабатывался для канального и физического уровней. LLC: 802.2, MAC: (CSMA/CD), (шинная сеть с передачей маркера), (кольцо с передачей маркера), (по приоритету доступа), (устойчивое кольцо с пакетной коммутацией).

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Структура пакетов (кадров) Название порций данных для различных уровней: прикладной - поток байт (бит), транспортный - сегмент данных, сетевой - пакет, канальный - кадр. Перед подачей в сеть все данные разбиваются на пакеты. На каждом уровне к пакету добавляется доп. форматирующая или адресная информация. На принимающей стороне по мере поднимания пакета по уровням эта информация отсекается. Сетевая карта обеспечивает формирование пакетов ( > пакет > пакет > пакет >), их передачу и сбор с контролем ошибок. Основные компоненты пакета: адрес источника, адрес места назначения, передаваемые данные, инструкции о дальнейшем маршруте, информация по сбору фрагментированного пакета из кадров, информация для коррекции ошибок передачи.

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Структура пакетов (кадров) Разделы: заголовок (сигнал о самом факте передачи пакета, адреса источника и получателя, инфо, синхронизующая передачу), данные (от 512 байт до 4 кб), трейлер (CRC поле, после получения также вычисляется контрольная сумма и сравнивается с исходной). Преамбула кадра Заголовки шести уровней Данные Трейлер канального уровня

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Передача данных по сети Виртуальная связь между соответствующими уровнями для удаленных машин (прозрачное взаимодействие на нижних уровнях). ПРИКЛАДНОЙ ПРЕДСТАВИТ. СЕАНСОВЫЙ ТРАНСПОРТНЫЙ СЕТЕВОЙ КАНАЛЬНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИКЛАДНОЙ ПРЕДСТАВИТ. СЕАНСОВЫЙ ТРАНСПОРТНЫЙ СЕТЕВОЙ КАНАЛЬНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ Формирование пакета происходит последовательно на всех уровнях, при получении пакета отсечение. Среда передачи

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Протоколы Протоколы набор правил и процедур, регулирующих порядок осуществления некоторой связи. 1) 1) Их много. Есть преимущества и недостатки. 2) 2) Работают на разных уровнях OSI RM. Если, например, протокол работает на физ. уровне, значит, он обеспечивает прохождение пакетов через плату адаптера в сетевой кабель. 3) 3) Несколько протоколов могут работать совместно (стек). Маршрутизируемые и немаршрутизируемые протоколы.

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Стеки протоколов Уровень OSI/RM Apple Computer DECnetMicrosoft Networking Novell Netware TCP/IP Internet Xerox XNS Прикладн.Прикладные программы, напр. почтовый клиент, веб-сервер, сетевые утилиты Представл.AppleTalk Filling Protocol Network Application Server Message Block Netware Core Protocols Telnet, SMTP, FTP, HTTP… Control and Process Interaction СеансовыйAppleTalk Session Protocol SessionNetBIOS TCP UDP Транспорт.AppleTalk Transaction Protocol End Communi- cations NetBEUISequenced Packet Exchange Sequenced Packet Protocol СетевойDatagram Delivery Protocol RoutingInternet Packet Exchange Internet Protocol (IP) Internet Datagram Protocol Канальный Сетевые архитектуры: Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM, LocalTalk, др. Физическ.Среда передачи: витая пара, оптоволокно, радиоволны… Лекции Практика

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Стеки протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol / internet Protocol) стандарт для гетерогенных сетей, популярный межсетевой протокол, спец. разработанные для него протоколы SMTP, FTP, SNMP. Недостатки большой размер и неторопливость. Проблемы с нехваткой IP адресов NetBEUI (Network Basic Extended User Interface) связан с NetBIOS (IBM интерфейс сеансового уровня с ЛВС), а сам NetBEIU трансп. протокол Микрософта. Небольшой, быстрый, эффективный. Не поддерживает маршрутизацию. X.25 сети с коммутацией пакетов, полное соответствие OSI/RM. XNS Xerox Network System. Большой и медленный, много широковещательных пакетов. IPX/SPX и NWLink (реализация от Microsoft) наследник XNS, небольшой и достаточно быстрый. DECnet собственный стек маршрутизируемых протоколов, на нем впоследствии вырос И-нет, т.к. он ставился на VAX (Virtual Address Extension) машины с операционной системой VMS. Набор протоколов OSI

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs ПРИКЛАДНОЙ ПРЕДСТАВИТ. СЕАНСОВЫЙ ТРАНСПОРТНЫЙ СЕТЕВОЙ КАНАЛЬНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ Взаимодействие в глоб. сетях AB устройства сетевого уровня

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs IP-адреса и сети IP-адрес – это 4-х байтовое число (от 0 до ). Его записывают в десятично-точечном виде. Значение каждого байта выражено десятичным числом от 0 до 255. Байты друг от друга разделяются точкой. Слева записываются старшие байты, справа - младшие. Примерами могут служить , , и т.д. IP b dec0 IP bin dec = IP dec = bin ПРИКЛАДНОЙ ПРЕДСТАВИТ. СЕАНСОВЫЙ ТРАНСПОРТНЫЙ СЕТЕВОЙ КАНАЛЬНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs IP-адреса и сети Для IP-адреса с маской 19 битов: номер сети номер хоста

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Маршрутизация СЕТЕВОЙ КАНАЛЬНЫЙ ПРИКЛАДНОЙ

Petrozavodsk State University, Alex Moschevikin, 2004NETS and OSs Маршрутизация IP-пакет от компьютера 1 должен быть доставлен компьютеру 2. При движении по сетям (через маршрутизаторы) IP-адреса отправителя и получателя внутри IP-пакета не изменяются.