Файл: Понятие прикладных протоколов и серверы приложений (Сетевой сокет и многопоточный вариант сервера).pdf

Стандарт PROFIBUS PA позволяет осуществить обмен данными между инфраструктурой, которая состоит из оборудования, относящегося к полевому уровню. Данный протокол оптимизирован для подключения различных датчиков и механизмов на общую линейную или же кольцевую шину. Стандарт PROFIBUS FMS характеризуется универсальностью.^[67]

Он предназначен, прежде всего, для организации обмена данными между высокотехнологичными компонентами промышленной инфраструктуры — компьютерами, программаторами, контроллерами. В числе самых сильных сторон протоколов, функционирующих в сети PROFIBUS — открытость (то есть, они могут быть использованы любыми заинтересованными промышленными предприятиями), широкая распространенность (что обуславливает облегчение масштабирования промышленной инфраструктуры при расширении рынков, открытии новых производств).^[68]

Протоколы передачи данных в компьютерных сетях, осуществляющиеся среди абонентов, представляют собой набор определенных правил. Самой распространенной моделью для квалификации сетевых протоколов признано называть OSI.^[69]

Она подразумевает, что все имеющиеся протоколы разделяются на семь уровневых систем:

«Application Layer» (прикладной) – начальный уровень. Он выстраивает модельную пирамиду и обеспечивает связь между сетью и самим пользователем. Кроме того, он качественно передает служебные информационные данные.

«Presentation Layer» (представляющий) – шестой уровень квалификационной структуры, который отвечает за изменение протокола и шифрование информации. Также здесь происходит сжатие и последующая распаковка данных или отправка запроса на другой ресурс.^[70]

«Session Layer» (сеансовый) – пятый уровень, отвечающий за поддерживание сеансового соединения, предоставляющего длительное взаимодействие между приложениями. Он управляет началом и завершением любого процесса, обменом информацией, задачной синхронизацией и т.д.

«Transport Layer» (транспортный) – четвертый уровень модельной классификации, обеспечивающий безошибочную отправку и получение информации без потерь и неточностей.^[71]

«Network Layer» – третий уровень, определяющий пути, по которым передаются данные. Здесь в работу включается маршрутизатор.

«Data link Layer» (звено данных) – канальный уровень, обеспечивающий взаимодействующую работу сетей и контролирующий возникновение неточностей или сдвигов.

«Physical Layer» (физический) – нижний уровень OSI. Именно он предназначается для конкретной передачи данных.

К локальным протоколам относятся:

AppleTalk;

DNA;

HTTP;

TCP/IP;

FTP;

WAP;

NetBEUI;

РОР3;

SNA;

DLC и т.д.

Наиболее распространенным является TCP/IP – «Transmission Control Protocol/Internet Protocol».

Большее количество операционных систем поддерживают работу с данным протоколом:

Windows;

IBM;

MAC OS;

NetWare;

OpenMVS и т.д.

Каждый протокол отвечает за свою функцию, поэтому крайне важным фактором остается максимальное внимание, которое уделяют разработчики новшествам в данной коммуникационной технологической системе.^[72]

Протоколы передачи данных в компьютерных сетях и множество других операционных программ, технологий, оборудования и систем представляются на международной выставке «Связь», что ежегодно проводится в Москве^[73].

Уже более двух десятков лет Центральный выставочный комплекс «Экспоцентр» организовывает и проводит данное мероприятие. Оно охватывает все тематические категории данной отрасли.^[74]

Среди них:

оборудование и передовые решения;

IT технологии;

теле- и радиовещание;

центры обработки и хранения данных;

программное обеспечение и много других интересных тем.

Лидирующие мировые компании делятся своими разработками и новыми идеями, которые стремительно и результативно выдвигают коммуникации на новую ступень развития.

Нынешнее время стало эпохой информационных технологий. «Связь» является ярким и динамичным проектом, который дает мощные импульсы для укрепления данного рынка и создания международных партнерских отношений.

2.2 Разработка сети

Успешное разрешение проблемы объединения объектов информатизации (штабов) в единую локальную вычислительную сеть посредствам прокладки кабеля практически не возможна, так как требует чрезмерно высоких экономических затрат, что подтверждает прейскурант цен прокладки кабеля. Решение задачи объединения объектов информатизации (районов) возможна при помощи беспроводных технологий построения локальных сетей.

Рисунок 1 Схема типовой локальной вычислительной сети

Решение задачи объединения объектов информатизации в единую локальную вычислительную сеть путем использования беспроводного радиодоступа D-Link, работающего в диапазоне спектра частот 2,400 …2,4835ГГц, позволяет избежать значительных капитальных вложений в инфраструктуру и приобретение лицензий на частоты вещания. Указанный спектр частот 2,400 …2,4835ГГц выделен в настоящее время в РФ под подобные системы.

Схема подключения объектов информатизации (штабов) с помощью беспроводной системы D-Link может быть представлена следующим образом (рисунок 3.2).

Рис. 2 Схема беспроводного подключения объектов информатизации

Из анализа рис.3.2 видно, что антенна, установленная на одной площадке, может обслуживать абонентов, находящихся в радиусе от 1 км до 10 км с применением выносной антенны, и до 30 км, с использованием усилителей. Напряжение питающей сети 5 переменного тока промышленной частоты основных 3 и дополнительных 2 пользователей поступает на входы блоков 4 электрического питания, выходные напряжения постоянного тока которых направляется по сдвоенным жилам кабельных линий категории 5Е витая пара на гнезда электрического питания неуправляемых коммутаторов. Такое подключение блоков питания 4 к неуправляемым коммутаторам 1 обеспечивает их защиту от несанкционированного демонтажа (кражи), так как без блоков питания 4 неуправляемые коммутаторы 1 не имеют коммерческого спроса и потому не требуют сейфовой защиты.

Устранение возможных сбоев в работе неуправляемых коммутаторов 1 осуществляется непосредственно самими пользователями компьютерной сети без привлечения высококвалифицированного обслуживающего персонала путем кратковременного отключения шины 5 электрического питания.

Рисунок 3 Структурная схема предлагаемой локальной компьютерной сети с комплексной защитой объектов информатизации

Предлагаемое подключение дополнительных пользователей 2 с помощью сдвоенных пар жил кабельных линий категории 5Е витая пара с коннекторами на каждом конце кабельной линии к соседним кабельным линиям расширяет число пользователей компьютерной сети без подключения дополнительных неуправляемых коммутаторов 1, что расширяет абонентскую емкость локальной компьютерной сети.

В результате разработки предложений по развертыванию локальных сетей можно сформулировать следующие выводы:

1. Наибольшее предпочтение по развертыванию абонентской части локальной сети следует отдать технологии беспроводного радиодоступа компании D-Link, так как она обладает:

- большим радиусом зоны действия;

- большим количеством предоставляемых услуг, в том числе и шифрования (кодирования) передаваемой информации для исключения ее разглашения;

- минимальными потерями в антенно-фидерном тракте для уменьшения утечек информации из сети;

- возможностью подключения к уже существующим кабельным сетям и т.д.

2. Предложена локальная компьютерная сеть с комплексной защитой объектов информатизации, которая позволяет увеличить не менее, чем на 15-20 % число пользователей (абонентской емкости) и на 10-15 % ее протяженность.

Глава 3 Исследование стандартных стеков коммуникационных протоколов

3.1 Стек TCP/IP

Стек TCP/IP, называемый также стеком DoD и стеком Internet, является одним из наиболее популярных и перспективных стеков коммуникационных протоколов. Если в настоящее время он распространен в основном в сетях с ОС UNIX, то реализация его в последних версиях сетевых операционных систем для персональных компьютеров (Windows NT, NetWare ) является хорошей предпосылкой для быстрого роста числа установок стека TCP/IP.^[75]

Большой вклад в развитие стека TCP/IP внес университет Беркли, реализовав протоколы стека в своей версии ОС UNIX. Широкое распространение ОС UNIX привело и к широкому распространению протокола IP и других протоколов стека. На этом же стеке работает всемирная информационная сеть Internet, чье подразделение Internet Engineering Task Force (IETF) вносит основной вклад в совершенствование стандартов стека, публикуемых в форме спецификаций RFC.^[76]

Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то, хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровням модели OSI достаточно условно.^[77]

Структура протоколов TCP/IP приведена на рисунке 4. Протоколы TCP/IP делятся на 4 уровня.

Следующий уровень (уровень III) - это уровень межсетевого взаимодействия, который занимается передачей дейтаграмм с использованием различных локальных сетей, территориальных сетей X.25, линий специальной связи и т. п.^[78] В качестве основного протокола сетевого уровня (в терминах модели OSI) в стеке используется протокол IP, который изначально проектировался как протокол передачи пакетов в составных сетях, состоящих из большого количества локальных сетей, объединенных как локальными, так и глобальными связями. Поэтому протокол IP хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность низкоскоростных линий связи. Протокол IP является дейтаграммным протоколом.^[79]

К уровню межсетевого взаимодействия относятся и все протоколы, связанные с составлением и модификацией таблиц маршрутизации, такие как протоколы сбора маршрутной информации RIP(Routing Internet Protocol) и OSPF (Open Shortest Path First), а также протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP (Internet Control Message Protocol).^[80] Последний протокол предназначен для обмена информацией об ошибках между маршрутизатором и шлюзом, системой-источником и системой-приемником, то есть для организации обратной связи.

С помощью специальных пакетов ICMP сообщается о невозможности доставки пакета, о превышении времени жизни или продолжительности сборки пакета из фрагментов, об аномальных величинах параметров, об изменении маршрута пересылки и типа обслуживания, о состоянии системы и т.п.^[81] Следующий уровень (уровень II) называется основным. На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP (Transmission Control Protocol) и протокол дейтаграмм пользователяUDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP обеспечивает устойчивое виртуальное соединение между удаленными прикладными процессами.^[82]

Верхний уровень (уровень I) называется прикладным. За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек TCP/IP накопил большое количество протоколов и сервисов прикладного уровня. К ним относятся такие широко используемые протоколы, как протокол копирования файлов FTP, протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол SMTP, используемый в электронной почте сети Internet и ее российской ветви РЕЛКОМ, гипертекстовые сервисы доступа к удаленной информации, такие как WWW и многие другие. Остановимся несколько подробнее на некоторых из них, наиболее тесно связанных с тематикой данного курса.^[83]

Протокол SNMP (Simple Network Management Protocol) используется для организации сетевого управления. Проблема управления разделяется здесь на две задачи. Первая задача связана с передачей информации. Протоколы передачи управляющей информации определяют процедуру взаимодействия сервера с программой-клиентом, работающей на хосте администратора.

Протокол telnet обеспечивает передачу потока байтов между процессами, а также между процессом и терминалом. Наиболее часто этот протокол используется для эмуляции терминала удаленной ЭВМ.^[84]