Сети ЭВМ и телекоммуникации презентация

реализации взаимодействия узлов в компьютерной сети.

Существующие стеки протоколов:
TCP/IP,
IPX/SPX,
NetBIOS/SMB,
DECnet ,
SNA,
VOIP VOIP и VOIP и SIP.

Все протоколы (кроме SNA) одинаковы на физическом и на канальном уровне, но на других уровнях используют разные протоколы.

пакетами) — стек протоколов, используемый в сетях Novell NetWare.

Протокол IPX обеспечивает сетевой уровень (доставку пакетов, аналог IP), SPX — транспортный и сеансовый уровни (аналог TCP).

Изначально был разработан Novell для DOS и широко применялся как в корпоративных сетях, так и для сетевых игр. Клиент был выполнен в виде резидентной программы. Первые реализации требовали создания исполняемого файла под каждую сетевую карту.

на персональных ЭВМ типа IBM/PC. Протокол расширяет стандартные функции BIOS, обеспечивая поддержку сети.

Был разработан фирмой Sytek Corporation по заказу IBM в 1983 году. Включает в себя интерфейс сеансового уровня (NetBIOS interface), в качестве транспортных протоколов использует TCP и UDP.

NetBEUI – протокол расширенного пользовательского интерфейса NetBIOS, предоставляет функции сеансового, транспортного и сетевого уровня.

Особенностью NetBIOS является возможность его работы поверх разных протоколов, например: NetBEUI, IPX и стек протоколов TCP/IP.

NetBIOS обеспечивает:
регистрацию и проверку сетевых имен;
установление и разрыв соединений;
связь с гарантированной доставкой информации;
связь с негарантированной доставкой информации;
поддержку управления и мониторинга драйвера и сетевой карты

к файлам, принтерам и другим сетевым ресурсам, а также для межпроцессного взаимодействия.

Первая версия протокола была разработана компаниями IBM, Microsoft, Intel и 3Com в 1980-х годах.
Вторая (SMB 2.0) была создана Microsoft и появилась в Windows Vista.

В настоящее время SMB связан главным образом с операционными системами Microsoft Windows, где используется для реализации сети Microsoft Windows и совместного использования файлов и принтеров.

явились результатом общей политики разработчиков стека, стремившихся учесть в своих протоколах все многообразие уже существующих и появляющихся технологий.
На физическом и канальном уровнях стек OSI поддерживает протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI, а также протоколы LLC, X.25 и ISDN, то есть использует все разработанные вне стека популярные протоколы нижних уровней, как и большинство других стеков.
Сетевой уровень включает сравнительно редко используемые протоколы Connection-oriented Network Protocol (CONP) и Connectionless Network Protocol (CLNP). Как следует из названий, первый из них ориентирован на соединение (connection-oriented), второй – нет (connectionless).
Более популярны протоколы маршрутизации стека OSI: ES-IS (End System-Intermediate System) между конечной и промежуточной системами и IS-IS (Intermediate System-Intermediate System) между промежуточными системами.
Транспортный уровень стека OSI в соответствии с функциями, определенными для него в модели OSI, скрывает различия между сетевыми сервисами с установлением соединения и без установления соединения, так что пользователи получают требуемое качество обслуживания независимо от нижележащего сетевого уровня. Чтобы обеспечить это, транспортный уровень требует, чтобы пользователь задал нужное качество обслуживания.
Службы прикладного уровня обеспечивают передачу файлов, эмуляцию терминала, службу каталогов и почту. Из них наиболее популярными являются служба каталогов (стандарт X.500), электронная почта (X.400), протокол виртуального терминала (VTP), протокол передачи, доступа и управления файлами (FTAM), протокол пересылки и управления работами (JTM)

друг с другом:
Приложения обмениваются информацией между собой при помощи протоколов прикладного уровня;
Протоколы прикладного уровня при обмене данными полагаются на работу транспортных протоколов;
Транспортные протоколы осуществляют передачу данных используя услуги сетевых протоколов (маршрутизация).

взаимодействия.

ip-пакета от узла к узлу осуществляется на основе интерпритации ip-адреса.
Выбор пути ip-пакета называется маршрутизацией.
В ряде случаев на маршруте пакет может быть фрагментирован.

могут быть:
статические маршруты – задаваться административно,
динамические маршруты – вычисляться с помощью алгоритмов маршрутизации, базируясь на информации о топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации.

Статическими маршрутами могут быть:
маршруты, не изменяющиеся во времени;
маршруты, изменяющиеся по расписанию;
маршруты, изменяющиеся по ситуации — административно в момент возникновения стандартной ситуации.

Маршрутизация в компьютерных сетях обычно выполняется специальными программно-аппаратными средствами — маршрутизаторами. В простых конфигурациях может выполняться компьютерами общего назначения.

на маршрутизаторе или сетевом компьютере, описывающая соответствие между адресами назначения и интерфейсами, через которые следует отправить пакет данных до следующего маршрутизатора.

Таблица маршрутизации обычно содержит:
адрес сети или узла назначения, либо указание, что маршрут является маршрутом по умолчанию;
маску сети назначения (для IPv4-сетей маска /32 (255.255.255.255) позволяет указать единичный узел сети);
шлюз, обозначающий адрес маршрутизатора в сети, на который необходимо отправить пакет, следующий до указанного адреса назначения;
интерфейс (в зависимости от системы это может быть порядковый номер, GUID или символьное имя устройства);
метрику — числовой показатель, задающий предпочтительность маршрута. Чем меньше число, тем более предпочтителен маршрут (интуитивно представляется как расстояние).

В таблице может быть один, а в некоторых операционных системах и несколько шлюзов по умолчанию.

протокол BGP
Бесклассовая интердоменная маршрутизация (CIDR)

протоколе IPv6), позволяющий устройству посылать данные ближайшему из группы получателей.
Из-за особенностей топологии сети или её политики ближайший узел не обязательно будет географически ближайшим.

Broadcast (широковещание ) – схема возможна только в пределах одного сегмента сети. Однако пакеты данных могут быть посланы из-за пределов сегмента, в которой будет осуществлено широковещание. Нагрузка на сеть в случае широковещания не отличается от обычной передачи данных одному адресату, поскольку пакеты данных не размножаются (в отличие от групповой передачи, multicast).

Multicast (групповая передача) — специальная форма широковещания, при которой сетевой пакет одновременно направляется определённому подмножеству адресатов — не одному (unicast), и не всем (broadcast).
Наряду с приложениями, устанавливающими связь между источником и одним получателем, существуют такие, где требуется, чтобы источник посылал информацию сразу группе получателей.

на начало блока данных в пакете. Минимальное корректное значение для этого поля равно 5.
Идентификатор — значение, назначаемое отправителем пакета и предназначенное для определения корректной последовательности фрагментов при сборке дейтаграммы. Для фрагментированного пакета все фрагменты имеют одинаковый идентификатор.
Флаги:
Первый бит должен быть всегда равен нулю,
Второй бит DF (don’t fragment) определяет возможность фрагментации пакета,
Третий бит MF (more fragments) показывает, не является ли этот пакет последним в цепочке пакетов.
Смещение фрагмента — значение, определяющее позицию фрагмента в потоке данных.
Время жизни (TTL) — число маршрутизаторов, которые должен пройти этот пакет. При прохождении маршрутизатора это число уменьшатся на единицу. Если значения этого поля равно нулю то, пакет должен быть отброшен и отправителю пакета может быть послано сообщение Time Exceeded (ICMP код 11 тип 0).
Протокол — идентификатор протокола следующего уровня (номер протокола следующего уровня).
Контрольная сумма заголовка — вычисляется с использованием операций поразрядного сложения 16-разрядных слов заголовка по модулю 2.

определяющих тип обслуживания IP-пакетов.

Поле приоритет предоставляет возможность присвоить код приоритета каждой дейтограмме:
0 Обычный уровень 1 Приоритетный 2 Немедленный 3 Срочный 4 Экстренный 5 ceitic/ecp 6 Межсетевое управление 7 Сетевое управление

доставки дейтограммы:
D=1 требует минимальной задержки,
T=1 - высокую пропускную способность,
R=1 - высокую надежность,
C=1 - низкую стоимость.

TOS играет важную роль в маршрутизации пакетов. Интернет не гарантирует запрашиваемый TOS, но многие маршрутизаторы учитывают эти запросы при выборе маршрута.

Размер поля опции зависит от того, какие опции применены. Если используется несколько опций, они записываются подряд без каких-либо разделителей.
Каждая опция содержит один октет кода опции, за которым может следовать октет длины и серия октетов данных.
Если место, занятое опциями, не кратно 4 октетам, используется заполнитель

должна быть скопирована во все фрагменты дейтограммы.

Значения разрядов 2-битового поля класс опции:
0 – дейтограмма пользователя или сетевое управление;
1 – зарезервировано для будущего использования;
2 – отладка и измерения (диагностика);
3 – зарезервировано для будущего использования.

куда каждый маршрутизатор по дороге должен записать свой IP-адрес (например, утилита traceroute). Формат опции записать маршрут в дейтограмме представлен ниже.

что адреса определяют точный маршрут дейтограммы. Проход от одного адреса к другому может включать только одну сеть.
Свободная маршрутизация отличается от предшествующей возможностью прохода между двумя адресами списка более чем через одну сеть.
Поле длина задает размер списка адресов, а указатель отмечает адрес очередного маршрутизатора на пути дейтограммы.

соответствие адресу места назначения. В случае успеха, пакет посылается соответствующему маршрутизатору или непосредственно интерфейсу адресата. Связи точка-точка выявляются именно на этом этапе.
Ищется соответствие адресу сети места назначения. В случае успеха система действует также как и в предшествующем пункте. Одна запись в таблице маршрутизации соответствует всем ЭВМ, входящим в данную сеть.
Осуществляется поиск маршрута по умолчанию и, если он найден, дейтограмма посылается в соответствующий маршрутизатор.

маршрутизатор на пути дейтограммы делает запись в одном из полей дейтограммы (два слова по 32 разряда).

Смысл полей длина и указатель идентичен тому, что сказано о предыдущих опциях.
4-битовое поле переполнение содержит число маршрутизаторов, которые не смогли записать временные метки из-за ограничений выделенного места в дейтограмме.

должны содержать время в миллисекундах, отсчитанное от начала суток.

номера в данном сегменте.
Поле указывает порядковый номер байта, которым заканчиваются важные данные. Поле принимается во внимание только для пакетов с установленным флагом URG.

Флаги (управляющие биты):
URG — «Указатель важности»;
ACK — «Номер подтверждения» ;
PSH (Push function) —инструктирует получателя протолкнуть данные, накопившиеся в приемном буфере, в приложение пользователя;
RST (Reset the connection)— оборвать соединения;
SYN (Synchronize sequence numbers) — синхронизация номеров последовательности;
FIN (FIN bit) — флаг указывает на завершение соединения.

номера последовательности — ISN (Initial Sequence Number), и первый байт данных, которые будут переданы в следующем пакете, будет иметь номер последовательности, равный ISN + 1.
В противном случае, если SYN не установлен, первый байт данных, передаваемый в данном пакете, имеет этот номер последовательности.

Поскольку поток TCP в общем случае может быть длиннее, чем число различных состояний этого поля, то все операции с номером последовательности должны выполняться по модулю 2^32. Это накладывает практическое ограничение на использование TCP. Если скорость передачи коммуникационной системы такова, чтобы в течение MSL (максимального времени жизни сегмента) произошло переполнение номера последовательности, то в сети может появиться два сегмента с одинаковым номером, относящихся к разным частям потока, и приёмник получит некорректные данные.