ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.12.2023
Просмотров: 114
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Сеансовый уровень отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. Синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия.
Сеансы передачи составляются из запросов и ответов, которые осуществляются между приложениями. Службы сеансового уровня обычно используются в средах приложений, в которых требуется использование удалённого вызова процедур.
Протоколы сеансового уровня: H.245 (Call Control Protocol for Multimedia Communication), RPC (Remote Procedure Call Protocol), RTCP (Real-time Transport Control Protocol), ZIP (Zone Information Protocol).
13. Модель OSI. Представительский уровень
Этот уровень отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с уровня приложений, он преобразует в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям. На этом важном уровне может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.
На представительском уровне передаваемая по сети информация не меняет содержания. С помощью средств, реализованных на данном уровне, протоколы прикладных программ преодолевают синтаксические различия в представляемых данных или же различия в кодах символов, например согласовывая представления данных расширенного двоичного кода обмена информацией EBCDIC используемого мейнфреймом компании IBM с одной стороны и американского кода обмена информацией ASCII с другой.
Протоколы уровня представления: AFP — Apple Filing Protocol, ICA — Independent Computing Architecture, LPP — Lightweight Presentation Protocol, NCP — NetWare Core Protocol, NDR — Network Data Representation, XDR — eXternal Data Representation, X.25 PAD — Packet Assembler/Disassembler Protocol.
14. Модель OSI. Прикладной уровень
Прикладной уровень (уровень приложений; англ. application layer) — верхний уровень модели, обеспечивающий взаимодействие пользовательских приложений с сетью:
- позволяет приложениям использовать сетевые службы:
- удалённый доступ к файлам и базам данных,
- пересылка электронной почты;
- отвечает за передачу служебной информации;
- предоставляет приложениям информацию об ошибках;
- формирует запросы к уровню представления.
Протоколы прикладного уровня: RDP, HTTP, SMTP, SNMP, POP3, FTP, XMPP, OSCAR, Modbus, SIP, TELNET и другие.
Определения протокола прикладного уровня и уровня представления очень размыты, и принадлежность протокола к тому или иному уровню, например, протокола HTTPS, зависит от конечного сервиса который предоставляет приложение.
15. Модель TCP/IP
Cтек протоколов TCP/IP широко распространен. Он используется в качестве основы для глобальной сети интернет. Разбираемся в основных понятиях и принципах работы стека
Стек протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, протокол управления передачей/протокол интернета) — сетевая модель, описывающая процесс передачи цифровых данных.
Уровневая модель TCP/IP
Выше мы уже упоминали, что модель TCP/IP разделена на уровни, как и OSI, но отличие двух моделей в количестве уровней. Документами, определяющими сертификацию модели, являются RFC 1122 и RFC1123. Эти стандарты описывают четыре уровня абстракции модели TCP/IP: прикладной, транспортный, межсетевой и канальный. Существуют и другие версии описания модели, в том числе включающие иное количество уровней и их наименований. Однако в этой статье мы придерживаемся оригинальной версии и далее рассмотрим четыре уровня модели.
Канальный уровень (link layer)
Предназначение канального уровня — дать описание тому, как происходит обмен информацией на уровне сетевых устройств, определить, как информация будет передаваться от одного устройства к другому. Информация здесь кодируется, делится на пакеты и отправляется по нужному каналу
Межсетевой уровень (internet layer)
Глобальная сеть интернет состоит из множества локальных сетей, взаимодействующих между собой. Межсетевой уровень используется, чтобы описать обеспечение такого взаимодействия.
Межсетевое взаимодействие — это основной принцип построения интернета. Локальные сети по всему миру объединены в глобальную, а передачу данных между этими сетями осуществляют магистральные и пограничные маршрутизаторы.
Протокол IP (Internet Protocol) используется маршрутизатором, чтобы определить, к какой подсети принадлежит получатель. Свой уникальный IP-адрес
есть у каждого сетевого устройства, при этом в глобальной сети не может существовать два устройства с одинаковым IP.
Протокол имеет две действующие версии, первая из которых — IPv4 (IP version 4, версии 4)
IPv4 предусматривает назначение каждому устройству 32-битного IP-адреса, что ограничивало максимально возможное число уникальных адресов 4 миллиардами (2^32).
И IPv6 (IP version 6, версии 6), который использует 128-битные адреса и позволяет назначить уникальные адреса для 2^128 устройств.
16 Модель OSI. Инкапсулирование
Важным процессом при передаче данных является инкапсуляция (encapsulation) данных. Передаваемое сообщение, сформированное приложением, проходит три верхних сетенезависимых уровня и поступает на транспортный уровень, где делится на части, и каждая часть инкапсулируется (помещается) в сегмент данных (рисунок 2.1.3). В заголовке сегмента содержится номер протокола прикладного уровня, с помощью которого подготовлено сообщение, и номер протокола, который будет обрабатывать данный сегмент.
Рисунок 2.1.3 – Инкапсуляция данных
На сетевом уровне сегмент инкапсулируется в пакет данных, заголовок (header) которого содержит, сетевые (логические) адреса отправителя информации (источника) – Source Address (SA) и получателя (назначения) – Destination Address (DA). В стеке протоколов TCP/IP это IP-адреса.
На канальном уровне пакет инкапсулируется в кадр или фрейм данных, заголовок которого содержит физические адреса узла передатчика и приемника, а также другую информацию. Кроме того, на этом уровне добавляется трейлер (концевик) кадра, содержащий информацию, необходимую для проверки правильности принятой информации. Таким образом, происходит обрамление данных заголовками со служебной информацией, т. е. инкапсуляция данных.
Название информационных единиц на каждом уровне, их размер и другие параметры инкапсуляции задаются согласно протоколу единиц данных (Protocol Data Unit – PDU). Итак, на трех верхних уровнях – это сообщение (Data), на Транспортном уровне 4 – сегмент (Segment), на Сетевом уровне 3 – пакет (Packet), на Канальном уровне 2 – кадр (Frame), на Физическом уровне 1 – последовательность бит.
Вместе с семиуровневой моделью OSI на практике применяется четырехуровневая модель стека протоколов TCP/IP (рисунок 2.1.4).
Рисунок 2.1.4 – Модели OSI и TCP/IP
Прикладной уровень модели TCP/IP по названию совпадает с названием модели OSI, но по функциям гораздо шире, поскольку охватывает три верхних сетенезависимых уровня (прикладной, представительский и сеансовый). Транспортный уровень обеих моделей и по названию, и по функциям одинаков. Сетевой уровень модели OSI соответствует межсетевому (Internet) уровню модели TCP/IP, а два нижних уровня (канальный и физический) представлены объединенным уровнем доступа к сети (Network Access).
В таблице 2.1.1 приведены сведения об основной информации, добавляемой в заголовки сообщений на разных уровнях OSI-модели.
Таблица 2.1.1 – Основная информация в заголовках сообщений
На транспортном уровне в заголовке сегмента задаются номера портов приложений источника и назначения. Номера портов адресуют приложения или сервисы прикладного уровня, которые создавали сообщение и будут его обрабатывать на приемной стороне. Например, сервер электронной почты с номерами портов 25 и 110 позволяет посылать e-mail сообщения и принимать их, номер порта 80 адресует веб-сервер.
Для обмена сообщениями помимо номеров портов на сетевом уровне в заголовке пакета необходимо задать логические адреса источника и назначения. К логическим адресам относятся IP-адреса пользователей. В документации, используемой в настоящее время, версии IPv4 адреса IP отображаются в десятичной форме в виде четырех групп чисел. Каждая группа может содержать числа от 0 до 255. Группы разделены между собой точками, например, 192.168.10.21, 172.16.250.17, 10.1.10.122.
В дополнение к логическим адресам на канальном уровне в заголовке кадра задаются физические адреса устройства-источника и устройства-назначения. Наиболее широко распространенной сетевой технологией канального уровня в настоящее время является Ethernet или ее модификации (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10Gigabit Ethernet). При этом в качестве физических адресов используются МАС-адреса (Media Access Control). В документации МАС-адреса представлены в виде 12 шестнадцатеричных чисел, например, 00-05-А8-69-CD-F1. Тот же адрес может быть представлен и в несколько другой форме 00:05:А8:69:CD:F1 или 0005.А869.CDF1. МАС-адреса компьютеров прошиты в ПЗУ сетевой карты.
На трех нижних уровнях модели OSI функционируют аппаратно-программные средства, передающие сообщения с высокой скоростью. Сообщение от одного конечного узла до другого проходит через промежуточные устройства, маршрутизаторы и коммутаторы (Рисунок 2.1.5), на которых обрабатывается средствами трех или двух нижних уровней (Рисунок 2.1.2). Транспортный уровень, обеспечивающий надежность передачи данных, функционирует только на конечных узлах сети (рисунок 2.1.5).
Сеансы передачи составляются из запросов и ответов, которые осуществляются между приложениями. Службы сеансового уровня обычно используются в средах приложений, в которых требуется использование удалённого вызова процедур.
Протоколы сеансового уровня: H.245 (Call Control Protocol for Multimedia Communication), RPC (Remote Procedure Call Protocol), RTCP (Real-time Transport Control Protocol), ZIP (Zone Information Protocol).
13. Модель OSI. Представительский уровень
Этот уровень отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с уровня приложений, он преобразует в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям. На этом важном уровне может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.
На представительском уровне передаваемая по сети информация не меняет содержания. С помощью средств, реализованных на данном уровне, протоколы прикладных программ преодолевают синтаксические различия в представляемых данных или же различия в кодах символов, например согласовывая представления данных расширенного двоичного кода обмена информацией EBCDIC используемого мейнфреймом компании IBM с одной стороны и американского кода обмена информацией ASCII с другой.
Протоколы уровня представления: AFP — Apple Filing Protocol, ICA — Independent Computing Architecture, LPP — Lightweight Presentation Protocol, NCP — NetWare Core Protocol, NDR — Network Data Representation, XDR — eXternal Data Representation, X.25 PAD — Packet Assembler/Disassembler Protocol.
14. Модель OSI. Прикладной уровень
Прикладной уровень (уровень приложений; англ. application layer) — верхний уровень модели, обеспечивающий взаимодействие пользовательских приложений с сетью:
- позволяет приложениям использовать сетевые службы:
- удалённый доступ к файлам и базам данных,
- пересылка электронной почты;
- отвечает за передачу служебной информации;
- предоставляет приложениям информацию об ошибках;
- формирует запросы к уровню представления.
Протоколы прикладного уровня: RDP, HTTP, SMTP, SNMP, POP3, FTP, XMPP, OSCAR, Modbus, SIP, TELNET и другие.
Определения протокола прикладного уровня и уровня представления очень размыты, и принадлежность протокола к тому или иному уровню, например, протокола HTTPS, зависит от конечного сервиса который предоставляет приложение.
15. Модель TCP/IP
Cтек протоколов TCP/IP широко распространен. Он используется в качестве основы для глобальной сети интернет. Разбираемся в основных понятиях и принципах работы стека
Стек протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, протокол управления передачей/протокол интернета) — сетевая модель, описывающая процесс передачи цифровых данных.
Уровневая модель TCP/IP
Выше мы уже упоминали, что модель TCP/IP разделена на уровни, как и OSI, но отличие двух моделей в количестве уровней. Документами, определяющими сертификацию модели, являются RFC 1122 и RFC1123. Эти стандарты описывают четыре уровня абстракции модели TCP/IP: прикладной, транспортный, межсетевой и канальный. Существуют и другие версии описания модели, в том числе включающие иное количество уровней и их наименований. Однако в этой статье мы придерживаемся оригинальной версии и далее рассмотрим четыре уровня модели.
Канальный уровень (link layer)
Предназначение канального уровня — дать описание тому, как происходит обмен информацией на уровне сетевых устройств, определить, как информация будет передаваться от одного устройства к другому. Информация здесь кодируется, делится на пакеты и отправляется по нужному каналу
Межсетевой уровень (internet layer)
Глобальная сеть интернет состоит из множества локальных сетей, взаимодействующих между собой. Межсетевой уровень используется, чтобы описать обеспечение такого взаимодействия.
Межсетевое взаимодействие — это основной принцип построения интернета. Локальные сети по всему миру объединены в глобальную, а передачу данных между этими сетями осуществляют магистральные и пограничные маршрутизаторы.
Протокол IP (Internet Protocol) используется маршрутизатором, чтобы определить, к какой подсети принадлежит получатель. Свой уникальный IP-адрес
есть у каждого сетевого устройства, при этом в глобальной сети не может существовать два устройства с одинаковым IP.
Протокол имеет две действующие версии, первая из которых — IPv4 (IP version 4, версии 4)
IPv4 предусматривает назначение каждому устройству 32-битного IP-адреса, что ограничивало максимально возможное число уникальных адресов 4 миллиардами (2^32).
И IPv6 (IP version 6, версии 6), который использует 128-битные адреса и позволяет назначить уникальные адреса для 2^128 устройств.
16 Модель OSI. Инкапсулирование
Важным процессом при передаче данных является инкапсуляция (encapsulation) данных. Передаваемое сообщение, сформированное приложением, проходит три верхних сетенезависимых уровня и поступает на транспортный уровень, где делится на части, и каждая часть инкапсулируется (помещается) в сегмент данных (рисунок 2.1.3). В заголовке сегмента содержится номер протокола прикладного уровня, с помощью которого подготовлено сообщение, и номер протокола, который будет обрабатывать данный сегмент.
Рисунок 2.1.3 – Инкапсуляция данных
На сетевом уровне сегмент инкапсулируется в пакет данных, заголовок (header) которого содержит, сетевые (логические) адреса отправителя информации (источника) – Source Address (SA) и получателя (назначения) – Destination Address (DA). В стеке протоколов TCP/IP это IP-адреса.
На канальном уровне пакет инкапсулируется в кадр или фрейм данных, заголовок которого содержит физические адреса узла передатчика и приемника, а также другую информацию. Кроме того, на этом уровне добавляется трейлер (концевик) кадра, содержащий информацию, необходимую для проверки правильности принятой информации. Таким образом, происходит обрамление данных заголовками со служебной информацией, т. е. инкапсуляция данных.
Название информационных единиц на каждом уровне, их размер и другие параметры инкапсуляции задаются согласно протоколу единиц данных (Protocol Data Unit – PDU). Итак, на трех верхних уровнях – это сообщение (Data), на Транспортном уровне 4 – сегмент (Segment), на Сетевом уровне 3 – пакет (Packet), на Канальном уровне 2 – кадр (Frame), на Физическом уровне 1 – последовательность бит.
17 Модель передачи данных
Вместе с семиуровневой моделью OSI на практике применяется четырехуровневая модель стека протоколов TCP/IP (рисунок 2.1.4).
Рисунок 2.1.4 – Модели OSI и TCP/IP
Прикладной уровень модели TCP/IP по названию совпадает с названием модели OSI, но по функциям гораздо шире, поскольку охватывает три верхних сетенезависимых уровня (прикладной, представительский и сеансовый). Транспортный уровень обеих моделей и по названию, и по функциям одинаков. Сетевой уровень модели OSI соответствует межсетевому (Internet) уровню модели TCP/IP, а два нижних уровня (канальный и физический) представлены объединенным уровнем доступа к сети (Network Access).
В таблице 2.1.1 приведены сведения об основной информации, добавляемой в заголовки сообщений на разных уровнях OSI-модели.
Таблица 2.1.1 – Основная информация в заголовках сообщений
| Физический уровень | Канальный уровень | Сетевой уровень | Транспортный уровень | Верхние уровни |
| Частотно-временные параметры и синхронизация | Физические адреса источника и назначения | Логические адреса источника и назначения | Номера порта источника и назначения | Сопряжение пользователей с сетью |
На транспортном уровне в заголовке сегмента задаются номера портов приложений источника и назначения. Номера портов адресуют приложения или сервисы прикладного уровня, которые создавали сообщение и будут его обрабатывать на приемной стороне. Например, сервер электронной почты с номерами портов 25 и 110 позволяет посылать e-mail сообщения и принимать их, номер порта 80 адресует веб-сервер.
Для обмена сообщениями помимо номеров портов на сетевом уровне в заголовке пакета необходимо задать логические адреса источника и назначения. К логическим адресам относятся IP-адреса пользователей. В документации, используемой в настоящее время, версии IPv4 адреса IP отображаются в десятичной форме в виде четырех групп чисел. Каждая группа может содержать числа от 0 до 255. Группы разделены между собой точками, например, 192.168.10.21, 172.16.250.17, 10.1.10.122.
В дополнение к логическим адресам на канальном уровне в заголовке кадра задаются физические адреса устройства-источника и устройства-назначения. Наиболее широко распространенной сетевой технологией канального уровня в настоящее время является Ethernet или ее модификации (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10Gigabit Ethernet). При этом в качестве физических адресов используются МАС-адреса (Media Access Control). В документации МАС-адреса представлены в виде 12 шестнадцатеричных чисел, например, 00-05-А8-69-CD-F1. Тот же адрес может быть представлен и в несколько другой форме 00:05:А8:69:CD:F1 или 0005.А869.CDF1. МАС-адреса компьютеров прошиты в ПЗУ сетевой карты.
На трех нижних уровнях модели OSI функционируют аппаратно-программные средства, передающие сообщения с высокой скоростью. Сообщение от одного конечного узла до другого проходит через промежуточные устройства, маршрутизаторы и коммутаторы (Рисунок 2.1.5), на которых обрабатывается средствами трех или двух нижних уровней (Рисунок 2.1.2). Транспортный уровень, обеспечивающий надежность передачи данных, функционирует только на конечных узлах сети (рисунок 2.1.5).