Лекція №3 Тема Модель osi. Основні елементи сучасної інфокомунікаційної мережі: switch, router, hub та їх взаємодія icon

Лекція №3 Тема Модель osi. Основні елементи сучасної інфокомунікаційної мережі: switch, router, hub та їх взаємодія




Скачати 119.02 Kb.
НазваЛекція №3 Тема Модель osi. Основні елементи сучасної інфокомунікаційної мережі: switch, router, hub та їх взаємодія
Дата конвертації29.04.2013
Розмір119.02 Kb.
ТипЛекція

Лекція №3


Тема 4. Модель OSI. Основні елементи сучасної інфокомунікаційної мережі: switch, router, hub та їх взаємодія.

Класифікуючи мережі за територіальною ознакою, розрізняють локальні (LAN), глобальні (WAN) і міські (MAN) мережі , (PAN) персональна мережа.

LAN – зосереджено на території не більше 1-2 км.;

WAN - об'єднують комп'ютери, розосереджені на відстані сотень і тисяч кілометрів. Часто використовуються вже якісні лінії зв'язку, що існують не дуже.

MAN - Metropolitan networks - займають проміжне положення між локальними і глобальними мережами.

PAN - (Personal Area Network) Персональна мережа (Bluetooth.)

^ Мережева модель OSI (еталонна модель взаємодії відкритих систем (Open Systems Interconnection Basic Reference Model, 1978 р.) — абстрактна мережева модель для комунікацій і розробки мережевих протоколів. Пропонує погляд на комп'ютерну мережу з погляду вимірювань. Кожне вимірювання обслуговує свою частину процесу взаємодії. Завдяки такій структурі спільна робота мережевого устаткування і програмного забезпечення набагато простіша і прозоріша.

Модель OSI

Тип даних

Рівень

Функції

Дані


7. Прикладний

Доступ до мережевих служб

6. Уявлення

Уявлення і кодування даних

5. Сеансовий

Управління сеансом зв'язку

Сегменти


4. Транспортний

Прямий зв'язок між кінцевими пунктами і надійність

Пакети

3. Мережний

Визначення маршруту і логічна адресація

Кадри

2. Канальний

Фізична адресація

Биті

1. Фізичний

Робота з середовищем передачі, сигналами і двійковими даними


^ Прикладний рівень


Прикладний рівень - це найближчий до користувача рівень OSI. Він відрізняється від інших рівнів тим, що не забезпечує послугами жодному з інших рівнів OSI; проте він забезпечує ними прикладні процеси, що лежать за межами масштабу моделі OSI. Прикладами таких прикладних процесів можуть служити програми обробки великомасштабних таблиць, програми обробки слів, програми банківських терміналів .

Представницький рівень 


На цьому рівні здійснюється зжимання / розпаковування або кодування / декодування даних, а також перенаправлення запитів іншому мережевому ресурсу, якщо вони не можуть бути оброблені локально. Цей рівень забезпечує форматування і перетворення коду.

Таким чином, цей рівень забезпечує організацію даних при їх пересилці.

Іншою функцією, що виконується на рівні уявлень, є шифрування даних, яке застосовується в тих випадках, коли необхідно захистити передавану інформацію від прийому несанкціонованими одержувачами.
^

Сеансовий рівень



Сеансовий рівень встановлює, управляє і завершує сеанси взаємодії між прикладними завданнями. Сеанси складаються з діалогу між двома або більше об'єктами подання. Сеансовий рівень синхронізує діалог між об'єктами представницького рівня і управляє обміном інформації між ними.
^

Транспортний рівень


Призначений для доставки даних без помилок, втрат і дублювання в тій послідовності, як вони були передані. При цьому не важливо, які дані передаються, звідки і куди, тобто він надає сам механізм передачі. Блоки даних він розділяє на фрагменти (UDP-датаграмма, TCP-сегмент), розмір яких залежить від протоколу, короткі об'єднує в один, а довгі розбиває. Приклад: TCP, UDP.
^

Мережний рівень


3-й рівень мережевої моделі OSI призначений для визначення шляху передачі даних. Відповідає за перетворення логічних адрес і імен у фізичних, визначення найкоротших маршрутів, комутацію і маршрутизацію, відстежування неполадок і «заторів» в мережі.

На цьому рівні працює маршрутизатор (роутер). Приклад: IP/IPv4/IPv6 (Internet Protocol).
^

Канальний рівень


Цей рівень призначений для забезпечення взаємодії мереж на фізичному рівні і контролю за помилками, які можуть виникнути. Отримані з фізичного рівня дані він упаковує в кадри, перевіряє на цілісність, якщо потрібно, виправляє помилки (посилає повторний запит пошкодженого кадру) і відправляє на мережевий рівень. Канальний рівень може взаємодіяти з одним або декількома фізичними рівнями, контролюючи і управляючи цією взаємодією.

На цьому рівні працюють комутатори, мости.

Протоколи: АТМ, Ethernet, Multiprotocol Label Switching (MPLS).
^

Фізичний рівень


Фізичний рівень визначає електротехнічні, механічні, процедурні та функціональні характеристики активації, підтримки і дезактивації фізичного каналу між кінцевими системами.

На цьому рівні працюють концентратори (хаб), повторювачі (ретранслятори).

^ Мережеве устаткування


Мережеве устаткування — пристрої, необхідні для роботи ІК мережі, наприклад: маршрутизатор, комутатор, концентратор, патч-панель і ін.

Зазвичай виділяють активне і пасивне мережеве устаткування.


^ Активне мережеве устаткування


Під цією назвою мається на увазі устаткування, за яким слідує деяка «інтелектуальна» особливість. Тобто маршрутизатор, комутатор (свитч) і так далі є активним мережевим устаткуванням. Навпаки — повторювач (репітер) і концентратор (хаб), оскільки просто повторюють електричний сигнал для збільшення відстані з'єднання або топологічного розгалуження і нічого «інтелектуального» немає.


^ Пасивне мережеве устаткування


Під пасивним мережевим устаткуванням мається на увазі устаткування, не наділене «інтелектуальними» особливостями. Наприклад - кабельна система: кабель (коаксіальний і витаючи пара (UTP/STP)), вилка/розетка (RG58, RJ45, RJ11, GG45), повторитель (репітер), патч-панель, концентратор (хаб), балун (balun) для коаксіальних кабелів (RG-58) і так далі Також, до пасивного устаткування можна віднести монтажні шафи і стійки, телекомунікаційні шафи. Монтажні шафи розділяють на: типові, спеціалізовані і антивандальные. За типом монтажу: настенные і підлогові.

^ Маршрутизатор (англ. router ) — це пристрій мережного рівня еталонної моделі OSI, що використовує одну або більше міток для визначення оптимального шляху передачі мережного трафіку на підставі інформації мережного рівня

Працює на більш високому рівні (3 рівень), ніж комутатор і мережевий міст.

Маршрутизатор використовує адресу одержувача, вказана в пакетах даних, і визначає по таблиці маршрутизації шлях, по якому слід передати дані. Якщо в таблиці маршрутизації для адреси немає описаного маршруту, пакет відкидається.

Існують і інші способи визначення маршруту пересилки пакетів, коли, наприклад, використовується адреса відправника, використовувані протоколи верхніх рівнів і інша інформація, що міститься в заголовках пакетів мережевого рівня. Нерідко маршрутизатори можуть здійснювати трансляцію адрес відправника і одержувача, фільтрацію транзитного потоку даних на основі певних правил з метою обмеження доступу, шифрування /дешифровка передаваних даних і так далі
^

Таблиця маршрутизації


Таблиця маршрутизації містить інформацію, на основі якої маршрутизатор приймає вирішення про подальшу пересилку пакетів. Таблиця складається з деякого числа записів — маршрутів, в кожній з яких міститься адреса мережі одержувача, адреса наступного вузла, якому слід передавати пакети і деяку вагу запису , — метрика. Метрики записів в таблиці грають роль в обчисленні найкоротших маршрутів до різних одержувачів. Залежно від моделі маршрутизатора і використовуваних протоколів маршрутизації, в таблиці може міститися деяка додаткова службова інформація. Наприклад:

Таблиця маршрутизації може складатися двома способами:

  • статична маршрутизація — коли записи в таблиці вводяться і змінюються уручну. Такий спосіб вимагає втручання адміністратора кожного разу, коли відбуваються зміни в топології мережі. З іншого боку, він є найбільш стабільним і вимагаючим мінімуму апаратних ресурсів маршрутизатора для обслуговування таблиці.

  • динамічна маршрутизація — коли записи в таблиці оновлюються автоматично за допомогою одного або декількох протоколів маршрутизації — RIP, OSPF, IGRP, EIGRP, IS-IS, BGP, і ін. Крім того, маршрутизатор будує таблицю оптимальних шляхів до мереж призначення на основі різних критеріїв — кількості проміжних вузлів, пропускної спроможності каналів, затримки передачі даних і т. п. Часто для побудови таблиць маршрутизації використовують теорію графів.

Застосування


Маршрутизатори допомагають зменшити завантаження мережі, завдяки її розділенню на домени колізій або широкомовні домени, а також завдяки фільтрації пакетів. В основному їх застосовують для об'єднання мереж різних типів, часто несумісних по архітектурі і протоколам, наприклад для об'єднання локальних мереж Ethernet і WAN-соединений, що використовують протоколи xDSL, PPP, АТМ, Frame relay і т. д. Нерідко маршрутизатор використовується для забезпечення доступу з локальної мережі в глобальну мережу Інтернет, здійснюючи функції трансляції адрес і міжмережевого екрану.

^ Комутатор ( англ. switch — перемикач) — пристрій, призначений для з'єднання декількох вузлів комп'ютерної мережі в межах одного або декількох сегментів мережі. На відміну від концентратора, який поширює трафік від одного підключеного пристрою до всіх останніх, комутатор передає дані тільки безпосередньо одержувачеві, виняток становить широкомовний трафік всім вузлам мережі.

Комутатор працює на канальному (2) рівні моделі OSI, і тому в загальному випадку може тільки об'єднувати вузли однієї мережі по їх MAC-адресам. Комутатори були розроблені з використанням мостових технологій і часто розглядаються як багатопортові мости. Для з'єднання декількох мереж на основі мережевого рівня служать маршрутизатори.
^

Принцип роботи комутатора


Комутатор зберігає в пам'яті таблицю комутації (що зберігається в асоціативній пам'яті), в якій указується відповідність MAC-адреса вузла порту комутатора. При включенні комутатора ця таблиця порожня, і він працює в режимі навчання. У цьому режимі що поступають на який-небудь порт дані передаються на решту всіх портів комутатора. При цьому комутатор аналізує кадри (фрейми) і, визначивши MAC - адрес хоста-відправника, заносить його в таблицю. Згодом, якщо на один з портів комутатора поступить кадр, призначений для хоста, MAC-адрес якого вже є в таблиці, то цей кадр буде переданий тільки через порт, вказаний в таблиці. Якщо MAC-адрес хоста-одержувача не асоційована з яким-небудь портом комутатора, то кадр буде відправлений на всі порти. З часом комутатор будує повну таблицю для всіх своїх портів, і в результаті трафік локалізується. Варто відзначити малу латентність (затримку) і високу швидкість пересилки на кожному порту інтерфейсу.

Міст (англ. bridge) — мережевий пристрій 2 рівні моделі OSI, призначене для об'єднання сегментів (підмережі) комп'ютерної мережі разных топологий і архітектури.
^

Відмінності між комутаторами і мостами


У загальному випадку комутатор (свитч) і міст аналогічні по функціональності; різниця полягає у внутрішньому устрої: мости обробляють трафік, використовуючи центральний процесор, комутатор же використовує комутаційну матрицю (апаратну схему для комутації пакетів). В даний час мости практично не використовуються (оскільки для роботи вимагають продуктивний процесор), за винятком ситуацій, коли зв'язуються сегменти мережі з різною організацією першого рівня, наприклад, між xDSL з'єднаннями, оптикою, Ethernet.

^ Мережевий концентратор або хаб (англ. hub — центр діяльності) — мережевий пристрій, призначений для об'єднання декількох пристроїв Ethernet в загальний сегмент мережі. Пристрої підключаються за допомогою витої пари, коаксіального кабелю або оптоволокна.

В даний час хабы майже не випускаються — їм на зміну прийшли мережеві комутатори, що виділяють кожен підключений пристрій в окремий сегмент. Мережеві комутатори помилково називають «інтелектуальними концентраторами».
^

Принцип роботи


Концентратор працює на фізичному рівні мережевої моделі OSI, повторює сигнал, що приходить на один порт, на всі активні порти. У разі надходження сигналу на два і більш за порт одночасно виникає колізія, і передавані кадри даних втрачаються. Таким чином, всі підключені до концентратора пристрої знаходяться в одному домені колізій. Концентратори завжди працюють в режимі напівдуплексу, всі підключені пристрої Ethernet розділяють між собою смугу доступу, що надається.

Багато моделей концентраторів мають простий захист від зайвої кількості колізій, що виникають унаслідок одного з підключених пристроїв. В цьому випадку вони можуть ізолювати порт від загального середовища передачі. З цієї причини, мережеві сегменти, засновані на витій парі, набагато стабільніше в роботі сегментів на коаксіальному кабелі, оскільки в першому випадку кожен пристрій може бути ізольоване концентратором від загального середовища, а в другому випадку декілька пристроїв підключаються за допомогою одного сегменту кабелю, і, у разі великої кількості колізій, концентратор може ізолювати лише весь сегмент.

Останнім часом концентратори використовуються достатньо рідко, замість них набули поширення комутатори — пристрої, що працюють на канальному рівні моделі OSI і мережі, що підвищують продуктивність, шляхом логічного виділення кожного підключеного пристрою в окремий сегмент, домен колізії.


Колізія - коли по двох і більш портам приходять пакети в один і той же час. Інша проблема - безпека - всі пакети доходять до всіх комп'ютерів мережі і за бажання там можна наловити паролів від форумів і тд і тп. І, нарешті, ще однією проблемою є те, що копіювання пакетів підвищує навантаження на мережу, причому вельми істотно - вважай, весь трафік сегменту мережі дістається кожному з комп'ютерів і завантажує кожен міліметр дроту.

На відміну від хаба, свитч запам'ятовує MAC-адреса комп'ютерів в кеші і посилає тільки в порт, відповідний MAC-адресу одержувача. Крім того, пакети буферизуються, що виключає колізії. І, нарешті, за рахунок посилки даних тільки по потрібних портах немає проблем з безпекою і із зайвим завантаженням проводів, що не потребують відповідних пакетів, і комп'ютерів.

^ Повторювач ( — репітер; англ. repeater) — мережеве устаткування.

Призначений для збільшення відстані мережевого з'єднання шляхом повторення електричного сигналу «один в один». Бувають однопортові повторители і багатопортові. В термінах моделі OSI працює на фізичному рівні. Одному з перших завдань, яке стоїть перед будь-якою технологією транспортування даних, є можливість їх передачі на максимально велику відстань.

Фізичне середовище накладає на цей процес своє обмеження — рано чи пізно потужність сигналу падає, і прийом стає неможливим. Але ще більше значення має те, що спотворюється «форма сигналу» — закономірність, відповідно до якої миттєве значення рівня сигналу змінюється в часі. Це відбувається в результаті того, що дроти, по яких передається сигнал, мають власну ємкість і індуктивність. Електричні і магнітні поля одного провідника наводять ЕДС в інших провідниках (довга лінія).

Звичне для аналогових систем посилення не годиться для високочастотних цифрових сигналів. Зрозуміло, при його використанні якийсь невеликий ефект може бути досягнутий, але із збільшенням відстані спотворення швидко порушать цілісність даних.

Проблема не нова, і в таких ситуаціях застосовують не посилення, а повторення сигналу. При цьому пристрій на вході повинен приймати сигнал, далі розпізнавати його первинний вигляд, і генерувати на виході його точну копію. Така схема в теорії може передавати дані на скільки завгодно великі відстані (якщо не враховувати особливості розділення фізичного середовища в Ethernet).

Спочатку в Ethernet використовувався коаксіальний кабель з топологією «шина», і потрібно було сполучати між собою всього декілька протяжних сегментів. Для цього зазвичай використовувалися повторители (repeater), два порти, що мали. Декілька пізніше з'явилися багатопортові пристрої, звані концентраторами (concentrator). Їх фізичний сенс був такий самий, але відновлений сигнал транслювався на всі активні порти, крім того, з якого прийшов сигнал.

З появою протоколу 10baseT (витої пари) для уникнення термінологічної плутанини багатопортові повторители для витої пари почали називатися мережевими концентраторами (хабами), а коаксіальні — повторителями (репітерами), принаймні, в російськомовній літературі. Ці назви добре прижилися і використовуються в даний час дуже широко.

Практично у всіх сучасних технологіях локальних мереж визначений пристрій, який має декілька рівноправних назв, - концентратор (concentrator), хаб (hub), повторитель (repeator). Залежно від сфери застосування цього пристрою в значній мірі змінюється склад його функцій і конструктивного виконання. Незмінною залишається тільки основна функція - це повторення кадру або на всіх портах (як визначено в стандарті Ethernet), або тільки на деяких портах, відповідно до алгоритму, певного відповідного стандарту.





^ Softswitch (англ. Softswitch — програмний комутатор) — гнучкий програмний комутатор, один з основних елементів мережі зв'язку наступного покоління NGN.

Softswitch — це пристрій управління мережею NGN, покликане відокремити функції управління з'єднаннями від функцій комутації, здатне обслуговувати велике число абонентів і взаємодіяти з серверами додатків, підтримуючи відкриті стандарти.

SoftSwitch є носієм інтелектуальних можливостей IP-сети, він координує управління обслуговуванням викликів, сигналізацію і функції, що забезпечують встановлення з'єднання через одну або декілька мереж.

В ході розвитку мереж телефонії і передачі даних, була розроблена концепція NGN, що припускає конвергенцію мереж IP-телефонии з ТФОП, ЦСИО, Інтелектуальними мережами, мережами мобільного зв'язку і мережею Інтернет. В цілях взаємодії зі всіма мережами і типами сигналізацій, був розроблений пристрій Softswitch, програмний комутатор, який з'явився ядром мультисервисной мережі.

Першою організацією, що займається просуванням стандартів по Softswitch і забезпеченню функціональної сумісності різних технологій Softswitch був заснований в 1999 році Міжнародний Softswitch-консорциум ISC (International Softswitch Consortium), перейменований пізніше в IPCC (International Packet Communication Consortium). До складу IPCC увійшли робочі групи, в рамках яких і обговорювалися архітектура, послуги, протоколи, а також питання маркетингу Softswitch.

Першою фірмою-виробником, яка продемонструвала програмний комутатор Softswitch, що є готовим комерційним продуктом, була корпорація Lucent Technologies. Це відбулося в 2001 році на виставці CEBIT. Цей Softswitch є багатофункціональною програмованою системою управління, що дозволяє операторам швидко створювати і упроваджувати нові послуги в своїх мережах IP і АТМ.



Схожі:

Лекція №3 Тема Модель osi. Основні елементи сучасної інфокомунікаційної мережі: switch, router, hub та їх взаємодія iconТема Еталонна модель osi
Очевидно, що стандартизація дозволяє постачальникам розробляти системи апаратного і програмного забезпечення, які зможуть взаємно...
Лекція №3 Тема Модель osi. Основні елементи сучасної інфокомунікаційної мережі: switch, router, hub та їх взаємодія iconІнформація про підключення до мережі Інтернет. Основні послуги глобальної мережі. Мета: познайомити учнів з різними способами під’єднання комп’ютерів до глобальної мережі, з основними послугами, що надає користувачам мережа Інтернет
Тема. Провайдери та інформація про підключення до мережі Інтернет. Основні послуги глобальної мережі
Лекція №3 Тема Модель osi. Основні елементи сучасної інфокомунікаційної мережі: switch, router, hub та їх взаємодія iconДодаток7 Золотівська загальноосвітня школа І – ІІ ступенів №5 Первомайської міської ради Основні елементи книги бібліотечний урок підготувала бібліотекар школи Ковтун Віта Вікторівна Тема: Основні елементи книги. Мета
Обладнання: плакати з прислів’ями про книгу, виставка книг, таблички з назвами структурних частин книжки
Лекція №3 Тема Модель osi. Основні елементи сучасної інфокомунікаційної мережі: switch, router, hub та їх взаємодія iconУрок№1 Тема. Основні класи неорганічних сполук. Основи. Амфотерні гідроксиди. Солі. Тема
Хімічні властивості нерозчинних основ: взаємодія з кислотами, розкладання під час нагрівання
Лекція №3 Тема Модель osi. Основні елементи сучасної інфокомунікаційної мережі: switch, router, hub та їх взаємодія iconПрограма daad/osi (osi = Open Society Institute) Мета: Німецька служба академічних обмінів (daad) та Інститут
Німецька служба академічних обмінів (daad) та Інститут відкритого суспільства (osi) проводять спільну стипендійну програму для випускників...
Лекція №3 Тема Модель osi. Основні елементи сучасної інфокомунікаційної мережі: switch, router, hub та їх взаємодія iconТема. Основні класи неорганічних сполук. Основи. Амфотерні гідроксиди. Солі
Хімічні властивості лугів: дія на індикатори, взаємодія з кислотами, кислотними оксидами, солями. Заходи безпеки під час роботи з...
Лекція №3 Тема Модель osi. Основні елементи сучасної інфокомунікаційної мережі: switch, router, hub та їх взаємодія iconТематичний план лекцій з дисципліни „Лікарські рослини та фітотерапія”
Поняття про фітотерапію. Основні положеня сучасної фітотерапії. Основні принципи І завдання сучасної фітотерапії. Переваги І недоліки...
Лекція №3 Тема Модель osi. Основні елементи сучасної інфокомунікаційної мережі: switch, router, hub та їх взаємодія iconЛекція №4 Тема: Програмування на Object Delphi: масиви План 1 Одновимірні масиви 1 1 Оголошення масиву 1 2 Виведення масиву 2 3 Введення масиву 3
Масив – це структура даних, доступ до елементів якої здійснюється по номеру індексу. Всі елементи масиву мають один тип
Лекція №3 Тема Модель osi. Основні елементи сучасної інфокомунікаційної мережі: switch, router, hub та їх взаємодія iconЛекція №6 Вплив науково-технологічної та інформаційно-технологічної революції 60-90-х років ХХ ст на розвиток та проблематику сучасної економічної теорії. Основні характеристики футурологічних концепцій
Вплив науково-технологічної та інформаційно-технологічної революції 60-90-х років ХХ ст на розвиток та проблематику сучасної економічної...
Лекція №3 Тема Модель osi. Основні елементи сучасної інфокомунікаційної мережі: switch, router, hub та їх взаємодія iconЛекція №1 Тема Загальні поняття про інфокомунікаційні мережі. Типи зв’язку та послуги, що за допомогою них надаються
Тема Загальні поняття про інфокомунікаційні мережі. Типи зв’язку та послуги, що за допомогою них надаються
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©te.zavantag.com 2000-2017
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи