Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации...
TRANSCRIPT
План
Проблемы создания сетей
Многоуровневая организация сетей
Службы, интерфейсы и протоколы
Архитектура сети и стек протоколов
Инкапсуляция
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
2
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
• Надёжность
• Развитие сети
• Распределение ресурсов
• Качество обслуживания
• Безопасность
Проблемы создания сетей
3
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Надёжность сетей
Ошибки при передаче по сети
o Искажение передаваемых данных
o Потеря сообщений
o Нарушение порядка передачи сообщений
Поиск рабочего пути через сеть
o Несколько путей от источника к адресату
o Часть оборудования может выходить из
строя 4
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Развитие сети
Масштабируемость
o Рост числа устройств в сети
Объединение сетей
o Разные механизмы адресации
o Разные размеры сообщений
o Нарушение порядка передачи сообщений
5
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Распределение ресурсов
Распределение пропускной способности сети
o Статическое
o Динамическое
Управление потоком
o Быстрый отправитель перегрузит данными
медленного получателя
o Скопление – перегрузка сети большим
количеством одновременных отправлений6
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Качество обслуживания
Что такое качество обслуживания в сети?
Качество разное для разных типов
нагрузки
o Файлы
• Отсутствие искажения данных
• Допустимы задержки
o Видео, голос
• Минимальная задержка
• Допустимы небольшие искажения 7
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Безопасность
Перехват информации, передаваемой по
сети
o Пароли
Поддельные узлы сети
o Фальшивый сайт банка
Изменение сообщений
o Было: «Снимите с моего счёта $10»
o Стало: «Снимите с моего счёта $1000»8
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Как строить сети?
Создание сети – сложная задача
Проблем при создании сетей очень много
Как организовать сеть так, чтобы все
перечисленные проблемы были решены?
9
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Организация сети
Сложную задачу строительства сети нужно
разбить на несколько более простых задач
Сети организуются в наборы уровней
o Каждый последующий уровень возводится
над предыдущим
o Цель уровня – предоставление сервиса
вышестоящему уровню
10
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Уровни сети
11
Уровень 4
Уровень 2
Уровень 3
Уровень 1
Среда передачи данных
Уровень 1
Уровень 2
Уровень 3
Уровень 4
Хост 1 Хост 2
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Преимущества уровней
Декомпозиция задачи
o Почти неразрешимая задача создания сети
делится на ряд более простых задач
Изоляция решений, возможность смены
технологий:
o Задача – заменить медные кабели в сети
оптическими (или даже Wi-Fi)
o Меняется только уровень, взаимодействующий
со средой
o Остальное ПО переписывать не нужно 12
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Терминология
Сервис
Интерфейс
Протокол
Инкапсуляция
Стек протоколов
Архитектура сети
13
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Сервис
Сервис определяет, что именно делает
уровень
Примеры сервисов:
o Надёжная передача потока данных
o Согласование форматов передаваемых
данных
o Поиск маршрута между сетями
Сервис не определяет:
o Как именно уровень реализует сервис
o Как получить доступ к данному уровню
14
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Протокол
Протокол уровня n – правила и соглашения,
используемые для связи уровня n одного хоста
с уровнем n другого хоста.
15
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Протоколы сети
16
Уровень 4
Уровень 2
Уровень 3
Уровень 1
Среда передачи данных
Уровень 1
Уровень 2
Уровень 3
Уровень 4
Хост 1 Хост 2
Протокол уровня 4
Протокол уровня 3
Протокол уровня 2
Протокол уровня 1
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Интерфейс
Интерфейс – набор примитивных операций,
предоставляемых нижним уровнем верхнему
17
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Интерфейсы сети
18
Уровень 4
Уровень 2
Уровень 3
Уровень 1
Среда передачи данных
Уровень 1
Уровень 2
Уровень 3
Уровень 4
Хост 1 Хост 2
Интерфейс 3/4
Интерфейс 2/3
Интерфейс 1/2
Интерфейс 3/4
Интерфейс 2/3
Интерфейс 1/2
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Интерфейс и протокол
Интерфейс: Реальное общение внутри хоста
Уровень N вызывает функции уровня N-1
Программист создает сокет и записывает в него
данные
Протокол: Виртуальное общение между хостами
Реально соединяются только уровни, работающие с
физической средой
19
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Сервис, интерфейс, протокол
Сервис – что делает уровень?
Интерфейс – как использовать возможности
уровня?
Протокол – как уровень это делает?
20
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Сервис, интерфейс, протокол
Зачем разделять эти понятия?
21
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Сервис, интерфейс, протокол
Зачем разделять эти понятия?
Разделение интерфейса и реализации Реализацию можно менять без ущерба для
пользователей
22
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Сервис, интерфейс, протокол
Зачем разделять эти понятия?
Разделение интерфейса и реализации Реализацию можно менять без ущерба для
пользователей
Объектно-ориентированное программирование: Объявление класса открыто (интерфейс)
Реализация методов класса закрыта
23
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Сервис, интерфейс, протокол
Зачем разделять эти понятия?
Разделение интерфейса и реализации Реализацию можно менять без ущерба для
пользователей
Внутри хоста: Интерфейс остается постоянным Протокол может меняться
Между хостами: Протокол остается постоянным Интерфейсы могут меняться
24
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Архитектура сети
Архитектура сети – набор уровней и
протоколов сети
o Интерфейсы не входят в архитектуру!
Стек протоколов – иерархически
организованный набор протоколов,
достаточный для организации
взаимодействия по сети
25
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Инкапсуляция
Инкапсуляция – включение сообщения
вышестоящего уровня в сообщение
нижестоящего уровня
Сообщение: заголовок + данные + концевик
26
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Инкапсуляция
27
З2З2
З1З1 К1К1
Уровень 3
Уровень 2
Уровень 1
Среда передачи данных
Хост 1 Хост 2
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
Заголовок и протокол
Заголовок – средство виртуального общения
между уровнями
Протокол реализуется через заголовки
сообщений
28
Итоги
Проблемы создания сетей
Многоуровневая организация сетей
Службы, интерфейсы и протоколы
Архитектура сети и стек протоколов
Инкапсуляция
Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей
29