ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2024
Просмотров: 8
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
(СПбГЭУ)
Факультет (институт)_________________________
Кафедра (магистерская программа) _____________
РЕФЕРАТ
на тему:
«Сетевая модель OSI. Сетевая модель TCP/IP.»
Направление (специальность)_______________________________________
(код, наименование)
Направленность (специализация)____________________________________
Обучающийся______________________________________________________
(Ф.И.О. полностью)
Группа_____________ Подпись________________
(номер группы)
Проверил _______________________________________________________
(Фамилия И.О. преподавателя)
Должность_______________________________________________________
(уч. степень, уч. звание)
Оценка _______________________ Дата: ____________
Подпись: _______________
Санкт-Петербург
2021
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
В многоуровневых моделях четко расписаны функции каждого уровня и взаимосвязь с соседними уровнями. Все сетевые протоколы разрабатываются в соответствии с сетевой моделью и принадлежат определенному ее уровню. Так, взяв для примера определенный протокол, можно с уверенностью говорить какие функции (глобальные) на него возложены, а какие он не может выполнять. Так же и сетевое оборудование можно отнести к определенному уровню модели, учитывая его функции. И что это нам дает? А то, что мы можем утверждать о распространении коллизий, широковещательных сообщений, возможности работы отдельных протоколов или общения двух хостов вообще и так далее, список довольно широкий.
Сетевая модель помогает в поиске ошибок и неисправностей, так как по симптомам часто можно определить к какому уровню относится проблема. После чего существенно сужается область поиска (протоколы, оборудование и т.д.). Если же симптомы не наталкивают на решение, то можно систематически проходить по всей модели от нижних уровней к верхним, обращая внимание на функционирование сети. Нижний уровень, выявляющий неполадки (функции, возложенные на него, не выполняются или выполняются с ошибками) и есть проблемным.
Сетевая модель - теоретическое описание принципов работы набора сетевых протоколов, взаимодействующих друг с другом. Модель обычно делится на уровни, так, чтобы протоколы вышестоящего уровня использовали бы протоколы нижестоящего уровня (точнее, данные протокола вышестоящего уровня передавались бы с помощью нижележащих протоколов - этот процесс называют инкапсуляцией, процесс извлечения данных вышестоящего уровня из данных нижестоящего - деинкапсуляцией). Модели бывают как практические (использующиеся в сетях, иногда запутанные и/или не полные, но решающие поставленные задачи), так и теоретические (показывающие принципы реализации сетевых моделей, приносящие в жертву наглядности производительность/возможности).
Целью данной работы является изучение протоколов OSI и TCP/IP, а также определение их основных характеристик и принципов работы.
1. СЕТЕВАЯ МОДЕЛЬ OSI
Эталонная модель OSI, иногда называемая стеком OSI представляет собой 7-уровневую сетевую иерархию (рис. 1), разработанную Международной организацией по стандартам (International Standardization Organization - ISO). Эта модель содержит в себе по сути 2 различных модели: горизонтальную модель на базе протоколов, обеспечивающую механизм взаимодействия программ и процессов на различных машинах вертикальную модель на основе услуг, обеспечиваемых соседними уровнями друг другу на одной машине В горизонтальной модели двум программам требуется общий протокол для обмена данными. В вертикальной - соседние уровни обмениваются данными с использованием интерфейсов AP.
На рис.1 представлена схема протокола OSI.
Рисунок 1 – Схема протокола OSI []
1.1 ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ
Физический уровень получает пакеты данных от вышележащего канального уровня и преобразует их в оптические или электрические сигналы, соответствующие 0 и 1 бинарного потока. Эти сигналы посылаются через среду передачи на приемный узел. Механические и электрические/оптические свойства среды передачи определяются на физическом уровне и включают:
- тип кабелей и разъемов;
- разводку контактов в разъемах;
- схему кодирования сигналов для значений 0 и 1.
На этом уровне также работают концентраторы, повторители сигнала и медиаконвертеры.
К числу наиболее распространенных спецификаций физического уровня относятся:
- RS-232-C, CCITT V.24/V.28 - механические/электрические характеристики несбалансированного последовательного интерфейса.
- RS-422/449, CCITT V.10 - механические, электрические и оптические характеристики сбалансированного последовательного интерфейса.
- IEEE 802.3 -- Ethernet802.5 -- Token ring [1].
1.2 КАНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ
Канальный уровень (англ. data link layer) предназначен для обеспечения взаимодействия сетей по физическому уровню и контролем над ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные, представленные в битах, он упаковывает в кадры, проверяет их на целостность и, если нужно, исправляет ошибки (формирует повторный запрос поврежденного кадра) и отправляет на сетевой уровень.
Канальный уровень может взаимодействовать с одним или несколькими физическими уровнями, контролируя и управляя этим взаимодействием.
Спецификации IEEE 802.x делят канальный уровень на два подуровня: управление логическим каналом (LLC (англ. logical link control)) и управление доступом к среде (MAC (англ. media access control)).
LLC обеспечивает обслуживание сетевого уровня, а подуровень MAC регулирует доступ к разделяемой физической среде. На этом уровне работают коммутаторы, мосты и другие устройства. Эти устройства используют адресацию второго уровня (по номеру уровня в модели OSI).
Наиболее часто используемые на уровне 2 протоколы включают для последовательных соединений 802.2 LLC (тип I и тип II) и обеспечивают MAC для сред 802.x Ethernetring.25 Frame relay [1].
В программировании этот уровень представляет драйвер сетевой платы, в операционных системах имеется программный интерфейс взаимодействия канального и сетевого уровней между собой. Это не новый уровень, а просто реализация модели для конкретной ОС. Примеры таких интерфейсов: ODI, NDIS, UDI. [3]
2.3 СЕТЕВОЙ УРОВЕНЬ
Сетевой уровень отвечает за деление пользователей на группы. На этом уровне происходит маршрутизация пакетов на основе преобразования MAC-адресов в сетевые адреса.
Сетевой уровень обеспечивает также прозрачную передачу пакетов на транспортный уровень. Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю. Работающие на этом уровне устройства (маршрутизаторы) условно называют устройствами третьего уровня (по номеру уровня в модели OSI).
Наиболее часто на сетевом уровне используются протоколы:
- IP (Internet Protocol) (Internetwork Packet Exchange) - протокол межсетевого обмена X.25 (частично этот протокол реализован на уровне 2)- сетевой протокол без организации соединений. [1]
- IPsec (Internet Protocol Security)
- протоколы маршрутизации - RIP (Routing Information Protocol), OSPF (Open Shortest Path First).[3]
2.4 ТРАНСПОРТНЫЙ УРОВЕНЬ
Транспортный уровень (англ. transport layer) модели предназначен для обеспечения надёжной передачи данных от отправителя к получателю. При этом уровень надёжности может варьироваться в широких пределах.
Существует множество классов протоколов транспортного уровня, начиная от протоколов, предоставляющих только основные транспортные функции (например, функции передачи данных без подтверждения приема), и заканчивая протоколами, которые гарантируют доставку в пункт назначения нескольких пакетов данных в надлежащей последовательности, мультиплексируют несколько потоков данных
, обеспечивают механизм управления потоками данных и гарантируют достоверность принятых данных.
Наиболее распространенные протоколы транспортного уровня включают: TCP (Transmission Control Protocol) - протокол управления передачей (NetWare Core Protocol)
- Netware Core Protocol (Sequenced Packet Exchange) - упорядоченный обмен пакетами[3]
2.5 СЕАНСОВЫЙ УРОВЕНЬ
Сеансовый уровень (англ. session layer) модели обеспечивает 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.
На сеансовом уровне определяется, какой будет передача между двумя прикладными процессами: полудуплексной (процессы будут передавать и принимать данные по очереди).
Сеансовый уровень отвечает за организацию сеансов обмена данными между оконечными машинами. Протоколы сеансового уровня обычно являются составной частью протоколов трех верхних уровней модели.
Протоколы сеансового уровня:
- AppleTalk Session Protocol
- iSNS (Internet Storage Name Service)
- PAP (Password Authentication Protocol)
- Real-time Transport Control Protocol [6]
2.6 УРОВЕНЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
Уровень представления (англ. presentation layer) обеспечивает преобразование протоколов и шифрование/расшифровку данных.
Этот уровень обеспечивает то, что информация, передаваемая прикладным уровнем, будет понятна прикладному уровню в другой системе. В случаях необходимости уровень представления в момент передачи информации выполняет преобразование форматов данных в некоторый общий формат представления, а в момент приема, соответственно, выполняет обратное преобразование.
Таким образом, прикладные уровни могут преодолеть, например, синтаксические различия в представлении данных. Такая ситуация может возникнуть в ЛВС с неоднотипными компьютерами (IBM PC и Macintosh), которым необходимо обмениваться данными.
В основу общего представления данных положена единая для всех уровней модели система ASN.1. Эта система служит для описания структуры файлов, а также позволяет решить проблему шифрования данных. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных, благодаря которым секретность обмена данными обеспечивается сразу для всех прикладных сервисов. Примером такого протокола является протокол Secure Socket Layer (SSL), который обеспечивает секретный обмен сообщениями для протоколов прикладного уровня стека TCP/IP. Этот уровень обеспечивает преобразование данных (кодирование, компрессия и т.п.) прикладного уровня в поток информации для транспортного уровня. Протоколы уровня представления данных обычно являются составной частью протоколов трех верхних уровней модели.[3]
2.7 ПРИКЛАДНОЙ УРОВЕНЬ
Прикладной уровень (уровень приложений; англ. application layer) - верхний уровень модели, обеспечивающий взаимодействие пользовательских приложений с сетью:
- позволяет приложениям использовать сетевые службы;
- отвечает за передачу служебной информации;
- предоставляет приложениям информацию об ошибках;
- формирует запросы к уровню представления.
В действительности прикладной уровень - это набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры или гипертекстовые Web-страницы, а также организуют свою совместную работу, например с помощью протокола электронной почты. Специальные элементы прикладного сервиса обеспечивают сервис для конкретных прикладных программ, таких как программы пересылки файлов и эмуляции терминалов. Если, например программе необходимо переслать файлы, то обязательно будет использован протокол передачи, доступа и управления файлами FTAM (File Transfer, Access, and Management).
В модели OSI прикладная программа, которой нужно выполнить конкретную задачу (например, обновить базу данных на компьютере), посылает конкретные данные в виде Дейтаграммы на прикладной уровень. Одна из основных задач этого уровня - определить, как следует обрабатывать запрос прикладной программы, другими словами, какой вид должен принять данный запрос.
К числу наиболее распространенных протоколов верхних трех уровней относятся:
FTP (File Transfer Protocol) - протокол передачи файлов;
(Trivial File Transfer Protocol) - простейший протокол пересылки файлов;
- X.400 электронная почта;
- работа с удаленным терминалом;
- (Simple Mail Transfer Protocol) простой протокол почтового обмена;
- (Common Management Information Protocol) общий протокол управления информацией;
- (Serial Line IP) - IP для последовательных линий.
- протокол последовательной посимвольной передачи данных;
- (Simple Network Management Protocol) простой протокол сетевого управления;
- FTAM (File Transfer, Access, and Management) протокол передачи, доступа и управления файлами.[6]
2. СЕТЕВАЯ МОДЕЛЬ TCP/IP
Стек протоколов TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) - это промышленный стандарт стека протоколов, разработанный для глобальных сетей.
Стек был разработан по инициативе Министерства обороны США (Department of Defence, DoD) для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сателлитными сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды.
