История появления и развития

Понятие - сети.

 

В связи с интенсивным развитием и постоянным усовершенствованием вычислительных средств, произошло массовое вторжение компьютеров практически во все аспекты нашей жизни. Компьютеры используются на работе, в процесс общения. Все это делает актуальным объединение их в единую информационно-вычислительную сеть или как минимум необходимо создание сетей в рамках предприятий и различных организаций.

Прообразом вычислительных сетей можно считать многотерминальные системы.

В таких системах к компьютеру подключается сразу нескольким пользователей. Каждый пользователь со своего терминала мог посылать задачи компьютеру для обработки. При этом время реакции вычислительной системы было достаточно мало, и пользователь практически не замечал одновременной работы с компьютером своих коллег. Такие длительные процедуры общения с компьютером как ввод и вывод информации стали распределенными посредством терминалов установленных во всех подразделениях организации.

Многотерминальные централизованные системы внешне уже были очень похожи на локальные вычислительные сети. Действительно, рядовой пользователь работу за терминалом мэйнфрейма воспринимал примерно так же, как сейчас он воспринимает работу за подключенным к сети персональным компьютером. Пользователь мог получить доступ к общим файлам и периферийным устройствам, при этом у него быловпечатление владения компьютером, так как он мог запустить нужную ему программу в любой момент и почти сразу же получить результат. (Некоторые, далекие от вычислительной техники пользователи даже были уверены, что все вычисления выполняются внутри их дисплея.)

                              

                                                                                                                

Рис. 1.2. Многотерминальная система - прообраз вычислительной сети

Таким образом, многотерминальные системы, работающие в режиме разделения времени, стали первым шагом на пути создания локальных вычислительных сетей. Но это были еще не сети, так как все вычисления в многотерминале не выполнялись централизованно. Кроме этого и потребность предприятий в создании локальных сетей в это время еще не созрела, так как в одном здании просто нечего было объединять в сеть. Из-за высокой стоимости вычислительной техники предприятия не могли себе позволить приобрести нескольких компьютеров. Тогда был справедлив «закон Гроша», который эмпирически отражал уровень технологии того времени. В соответствии с этим законом производительность компьютера была пропорциональна квадрату его стоимости, это значило, что за одну и ту же сумму было выгоднее купить одну мощную машину, чем две менее мощных - их суммарная мощность оказывалась намного ниже мощности дорогой машины.

Локальные и глобальные сети, отличия.

Сети отделов, кампусов и корпораций

Существует еще один способ классификации сетей – это классификация по размерам организации, где данная сеть работает.

Сети отделов

Сети отделов - это сети, которые используются сравнительно небольшой группой сотрудников, работающих в одном отделе предприятия. Эти сотрудники решают некоторые общие задачи, например ведут бухгалтерский учет или занимаются маркетингом. Считается, что отдел может насчитывать до 100-150 сотрудников.

Главной целью сети отдела является разделение локальных ресурсов, таких как приложения, данные, лазерные принтеры и модемы. Обычно сети отделов имеют один или два файловых сервера и не более тридцати пользователей (рис. 1.31). Сети отделов обычно не разделяются на подсети. В этих сетях локализуется большая часть трафика предприятия. Сети отделов обычно создаются на основе какой-либо одной сетевой технологии - Ethernet.

                          

Рис. 1.31. Пример сети масштаба отдела

Задачи управления сетью на уровне отдела:

1. Добавление новых пользователей

2. Устранение простых отказов

3. Установка новых версий программного обеспечения.

Сети кампусов

Сети кампусов получили свое название от английского слова campus - студенческий городок. Именно на территории университетских городков часто возникала необходимость объединения нескольких мелких сетей в одну большую сеть. Сейчас это название не связывают со студенческими городками, а используют для обозначения сетей любых предприятий и организаций.

Сети этого типа (рис. 1.32) объединяют множество сетей различных отделов одного предприятия в пределах отдельного здания или в пределах группы зданий, находящихся на площади в несколько квадратных километров. При этом глобальные соединения в сетях кампусов не используются. Службы такой сети включают взаимодействие между сетями отделов, доступ к общим базам данных предприятия, доступ к общим факс-серверам, высокоскоростным модемам и высокоскоростным принтерам. В результате сотрудники каждого отдела предприятия получают доступ к некоторым файлам и ресурсам сетей других отделов. Важной службой, предоставляемой сетями кампусов, стал доступ к корпоративным базам данных независимо от того, на каких типах компьютеров они располагаются.

Рис. 1.32. Пример сети кампуса

Именно на уровне сети кампуса возникают проблемы интеграции неоднородного аппаратного и программного обеспечения. Типы компьютеров, сетевых операционных систем, сетевого аппаратного обеспечения могут отличаться в каждом отделе. Отсюда вытекают сложности управления сетями кампусов. Администраторы должны быть в этом случае более квалифицированными, а средства оперативного управления сетью - более совершенными.

Корпоративные сети

Корпоративные сети называют также сетями масштаба предприятия, что соответствует дословному переводу термина «enterprise-wide networks», используемого в англоязычной литературе для обозначения этого типа сетей. Сети масштаба предприятия (корпоративные сети) объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отдельного предприятия. Они могут быть сложно связаны и покрывать город, регион или даже континент. Число пользователей и компьютеров может измеряться тысячами, а число серверов - сотнями, расстояния между сетями отдельных территорий могут оказаться такими, что становится необходимым использование глобальных связей (рис. 1.33). Для соединения удаленных локальных сетей и отдельных компьютеров в корпоративной сети применяются разнообразные телекоммуникационные средства, в том числе телефонные каналы, радиоканалы, спутниковая связь. Корпоративную сеть можно представить в виде отдельных локальных сетей, связанных между собой.

Рис. 1.33. Пример корпоративной сети

Непременным атрибутом такой сложной и крупномасштабной сети является высокая степень гетерогенности - нельзя удовлетворить потребности тысяч пользователей с помощью однотипных программных и аппаратных средств. В корпоративной сети обязательно будут использоваться различные типы компьютеров - от мэйнфреймов до персоналок, несколько типов операционных систем и множество различных приложений. Неоднородные части корпоративной сети должны работать как единое целое, предоставляя пользователям по возможности прозрачный доступ ко всем необходимым ресурсам.

Требования, предъявляемые к вычислительным сетям

Главным требованием, предъявляемым к сетям, является выполнение сетью ее основной функции - обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть. Все остальные требования - производительность, надежность, совместимость, управляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость - связаны с качеством выполнения этой основной задачи.

Производительность

Производительность - это одно из основных свойств распределенных систем, к которым относятся компьютерные сети. Это свойство обеспечивается возможностью распараллеливания работ между несколькими компьютерами сети. К сожалению, эту возможность не всегда удается реализовать. Существует несколько основных характеристик производительности сети:

· время реакции V;

· пропускная способность BW;

· задержка передачи и вариация задержки передачи.

Время реакции – это характеристика производительности сети с точки зрения пользователя. Именно эту характеристику имеет в виду пользователь, когда говорит: «Сегодня сеть работает медленно».

Время реакции определяется как интервал времени между возникновением запроса пользователя к какой-либо сетевой службе и получением ответа на этот запрос.

Значение этого показателя зависит от типа службы, к которой обращается пользователь, от того, какой пользователь и к какому серверу обращается, а также от текущего состояния элементов сети - загруженности сегментов, коммутаторов и маршрутизаторов, через которые проходит запрос, загруженности сервера и т. п.

Время реакции складывается из:

1. время подготовки запросов на клиентском компьютере

2. время передачи запросов между клиентом и сервером через сегменты сети и промежуточное коммуникационное оборудование

3.  время обработки запросов на сервере

4.  время передачи ответов от сервера клиенту и время обработки получаемых от сервера ответов на клиентском компьютере.

Знание сетевых составляющих времени реакции дает возможность оценить производительность отдельных элементов сети, выявить узкие места и в случае необходимости выполнить модернизацию сети для повышения ее общей производительности.

Пропускная способность – Band Width (BW) отражает объем данных, переданных сетью или ее частью в единицу времени. Пропускная способность уже не является пользовательской характеристикой, так как она говорит о скорости выполнения внутренних операций сети - передачи пакетов данных между узлами сети через различные коммуникационные устройства.

BW обусловлена физическими законами среды, в которой передается информация и существующими технологиями.

Надежность и безопасность

Одной из первоначальных целей создания распределенных систем, к которым относятся и вычислительные сети, являлось достижение большей надежности по сравнению с отдельными вычислительными машинами.

Важно различать несколько аспектов надежности. Для определения используются такие показатели надежности, как среднее время наработки на отказ, вероятность отказа, интенсивность отказов. Однако эти показатели пригодны для оценки надежности простых элементов и устройств, которые могут находиться только в двух состояниях - работоспособном или неработоспособном. Сложные системы, состоящие из многих элементов, кроме состояний работоспособности и неработоспособности, могут иметь и другие промежуточные состояния, которые эти характеристики не учитывают.

Готовность или коэффициент готовности (availability) означает долю времени, в течение которого система может быть использована. Это показатель может быт улучшен путем введения избыточности в структуру системы (резервирование).

Высоконадежная система должна сохранность данных и защиту их от искажений. Если одни и те же данные хранятся на разных серверах, то они должны быть синхронизированы.

Так как сеть работает на основе механизма передачи пакетов между конечными узлами, то одной из характерных характеристик надежности является вероятность доставки пакета узлу назначения без искажений. Технология передачи данных по сети основана на принципах коммутации пакетов. Поэтому одной из базовых показателей надежности является вероятность доставки пакета до места назначения.

Еще один критерий надежности это безопасность (security), то есть обеспечения защиты данных от несанкционированного доступа. В распределенной системе это сделать гораздо сложнее, чем в централизованной. В сетях сообщения передаются по линиям связи, часто проходящим через общедоступные помещения, в которых могут быть установлены средства прослушивания линий. Другим уязвимым местом могут быть оставленные без присмотра персональные компьютеры. Кроме того, всегда имеется потенциальная угроза взлома защиты сети от неавторизованных пользователей, если сеть имеет выходы в глобальные сети общего пользования.

Не маловажной характеристикой надежности является отказоустойчивость (fault tolerance). В сетях под отказоустойчивостью понимается способность системы скрыть от пользователя отказ отдельных ее элементов. Например, если копии таблицы базы данных хранятся одновременно на нескольких файловых серверах, то пользователи могут просто не заметить отказ одного из них. В отказоустойчивой системе отказ одного из ее элементов приводит к некоторому снижению качества ее работы (деградации), а не к полному останову. Так, при отказе одного из файловых серверов в предыдущем примере увеличивается только время доступа к базе данных из-за уменьшения степени распараллеливания запросов, но в целом система будет продолжать выполнять свои функции.

 Расширяемость и масштабируемость

Расширяемость (extensibility) означает возможность добавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, служб), наращивания длины сегментов сети и замены существующей аппаратуры более мощной без серьезных материальных затрат и труда. При этом принципиально важно, что легкость расширения системы иногда может обеспечиваться в некоторых весьма ограниченных пределах. Локальная сеть Ethernet обладает хорошей расширяемостью за счет легкого подключения новых станций. Но такая сеть имеет ограничение на число станций - их число не должно превышать при ограничении 1024.Увеличение числа узлов приведет к снижению производительности сети. Такое ограничение и является признаком плохой масштабируемости системы при хорошей расширяемости.

Масштабируемость (scalability) означает, что сеть позволяет наращивать количество узлов и протяженность связей в очень широких пределах, при этом производительность сети не ухудшается. Но для обеспечения масштабируемости сети приходится применять дополнительное коммуникационное оборудование, что делает сеть плохо расширяемой.

Прозрачность

Прозрачность (transparency) сети обеспечивается, если сеть представляется пользователям не как множество отдельных компьютеров, связанных между собой сложной системой кабелей, а как единая традиционная вычислительная машина с системой разделения времени.

Прозрачность достигается на двух уровнях - на уровне пользователя и на уровне программиста. На уровне пользователя прозрачность означает, что для работы с удаленными ресурсами он использует те же команды и привычные ему процедуры, что и для работы с локальными ресурсами. На программном уровне прозрачность заключается в том, что приложению для доступа к удаленным ресурсам требуются те же вызовы, что и для доступа к локальным ресурсам.

Сеть должна скрывать все особенности операционных систем и различия в типах компьютеров.

Концепция прозрачности может быть применена к различным аспектам сети. Например, прозрачность расположения от пользователя не требуется знаний о месте расположения программных и аппаратных ресурсов. Имя ресурса не должно включать информацию о месте его расположения, поэтому имена типа mashinel: prog.c или \\ftp_serv\pub прозрачными не являются. Аналогично, прозрачность перемещения означает, что ресурсы должны свободно перемещаться из одного компьютера в другой без изменения своих имен.

Управляемость

Управляемость сети возможность централизованно контролировать состояние основных элементов сети, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при работе сети, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети.

Хорошая система управления наблюдает за сетью и, обнаружив проблему, активизирует определенное действие, исправляет ситуацию и уведомляет администратора о том, что произошло и какие шаги предприняты. Система управления должна накапливать данные, на основании которых можно планировать развитие сети. Система управления должна быть независима от производителя и обладать удобным интерфейсом, позволяющим выполнять все действия с одной консоли.

Решая тактические задачи, администраторы и технический персонал сталкиваются с ежедневными проблемами обеспечения работоспособности сети. Эти задачи требуют быстрого решения, обслуживающий сеть персонал должен оперативно реагировать на сообщения о неисправностях, поступающих от пользователей или автоматических средств управления сетью. Постепенно становятся заметны более общие проблемы производительности, конфигурирования сети, обработки сбоев и безопасности данных, требующие стратегического подхода, то есть планирования сети. Планирование, кроме этого, включает прогноз изменений требований пользователей к сети, вопросы применения новых приложений, новых сетевых технологий и т. п.

Полезность системы управления проявляется в больших сетях. Без системы управления в таких сетях нужно присутствие квалифицированных специалистов по эксплуатации в каждом здании каждого города, где установлено оборудование сети.

Большинство существующих средств вовсе не управляют сетью, а всего лишь осуществляют наблюдение за ее работой.

Совместимость

Совместимость или интегрируемость означает, что сеть способна включать в себя самое разнообразное программное и аппаратное обеспечение, то есть в ней могут сосуществовать различные операционные системы, поддерживающие разные стеки коммуникационных протоколов, и работать аппаратные средства и приложения от разных производителей. Сеть, состоящая из разнотипных элементов, называется неоднородной или гетерогенной, а если гетерогенная сеть работает без проблем, то она является интегрированной. Основной путь построения интегрированных сетей - использование модулей, выполненных в соответствии с открытыми стандартами и спецификациями.

Наиболее частые параметры.

Скорость передачи данных

Задержка передачи пакетов

Уровень потерь и искажений

Модель OSI

В начале 80-х годов ряд международных организаций по стандартизации - ISO, ITU-T и некоторые другие - разработали модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) или моделью OSI. Модель OSI определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень. Полное описание этой модели занимает более 1000 страниц текста.

В модель OSI (рис. 1.25) входит семь уровней: прикладной, представительный, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический.

 

 

Рис. 1.25. Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI

Модель OSI описывает только системные средства взаимодействия, реализуемые операционной системой, системными утилитами, системными аппаратными средствами. Модель не включает средства взаимодействия приложений конечных пользователей.

Однако приложение может взять на себя функции некоторых верхних уровней модели OSI. Модель OSI это те рамки, в которых вы можете понять как информация передается по сети.

Преимущества создания модели OSI

• делит сеть на простые маленькие части для обеспечения

• стандартизирует сетевые компоненты

• позволяет соединять различные типы сетевого оборудования и ПО

• предоставляет изменение всей структуры взаимодействия при изменениях в одном уровне.

Физический уровень

Физический уровень (Physical layer) имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи. На этом уровне определяются электрические и механические характеристики среды передачи данных. В спецификации на каждую среду передачи указываются такие параметры как: уровни сигналов, полоса пропускания, максимальное расстояние передачи, помехозащищенность, способы цифрового и логического кодирования информации. На физическом уровне определяются стандарты разъемов для обеспечения соединения рабочей станции и среды передачи информации.

 Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети.

Канальный уровень

При передаче данных по сети могут быть реализованы различные способы доступа к физической среде. Некоторые технологии предполагают использование среды передачи данных, как разделяемого во времени ресурса. При этом может возникнуть ситуация, когда физическая среда может быть занята, а некоторой рабочей станции необходимо выполнить передачу информации. Поэтому возникает необходимости проверки доступности (незанятости) физического канала связи. Здесь и включается второй уровень модели OSI – канальный (data link).

В функции этого уровня входит проверка доступности среды передачи данных.

Другой функцией данного уровня обнаружение и коррекция ошибок. Для обеспечения этой задачи биты группируются в кадры (frame) – единицы информации, с которыми работает начальный уровень. Кадр снабжается заголовком и контрольной суммой и передаётся в сеть.

Та рабочая станция, которая получает данный кадр, вычисляет контрольную сумму и сравнивает с той, которая была получена вместе с данными. Если значения сумм совпали, то кадр получен без ошибок.

Третья функция канального уровня - это доставка кадра конкретной рабочей станции.

Любое устройство, подключенное к сети, имеет свой уникальный адрес. Канальный уровень работает именно с физическими адресами, которые помещены в заголовке кадра. На данном уровне происходит доставка кадра только в сети с определенной топологии связей, для которой был разработан протокол данного уровня.

В глобальных сетях выполняется соединение типа «точка-точка», поэму здесь важно обеспечить, а надежность доставки кадра, то есть необходимо иметь возможность обнаружения ошибок и восстановление искаженных или потерянных данных.

Сетевой уровень

Сетевой уровень (Network layer) служит для объедения нескольких сетей. Эти сети могут использовать совершенно различные принципы передачи данных между конечными узлами и обладать произвольной структурой связей.

Внутри сети доставка данных обеспечивается соответствующим канальным уровнем, а доставкой данных между сетями занимается сетевой уровень. При этом на сетевой уровень возлагается задача выбора оптимального маршрута передачи данных из одной сети в другую или задача маршрутизации.

Устройство, которое соединяет разные сети и выполняет задачу маршрутизации, называется маршрутизатором (Router). Маршрутизатор работает с единицей информации, которая называется пакет. Пакет имеет заголовок, в котором содержится логический адрес рабочей станции и источника.

Для выполнения функции маршрутизации маршрутизатор изучает топологию сети стороит маршрутные таблицы. Данная процедура обеспечивается специальной группой протоколов сетевого уровня, которые называются протоколами маршрутизации (routing protocols) к ним относятся RIR, IGRP, OSPE, EIGRP и другие.

Для передачи пакетов из одной сети в другую по выбранному маршруту служит сетевой протокол (routing protocol), например – IP. Кроме этого надо установить соответствие между логическим и физическим адресами. Для этого существует еще одна группа протоколов сетевого уровня. Это протоколы размещения адресов ARP и RARP.

 

Транспортный уровень

В процессе передачи по сети данные могут быть искажены или утеряны.Для передачи данных с заданной степенью надежности сществуют транспортный уровень. Модель OSI определяет пять классов сервиса, предоставляемых транспортным уровнем: срочность, возможность восстановления прерванной связи, наличие средств мультиплексирования нескольких соединений между различными прикладными протоколами через общий транспортный протокол, способность к обнаружению и исправлению ошибок передачи, таких как искажение, потеря и дублирование пакетов.

Выбор класса сервиса транспортного уровня определяется, тем, как задача обеспечения надежности решается самими приложениями и протоколами более высоких, чем транспортный, уровней. Кроме этого класс сервиса транспортного уровня зависит от надежности доставки данных нижними уровнями. Если канал связи надежный и передача данных идет без ошибок и потерь, то имеет смысл воспользоваться более простым сервисом с минимальным механизмами обеспечения надежности. Если же линия связи ненадежна, то необходимо использовать более сложные механизмы обеспечения надежной доставки информации. Существует два типа протоколов транспортного уровня. Это протокол с установкой соединения и подтверждением (TCP) и протокол без установки соединения и без подтверждения (UDP).

 

Сеансовый уровень

Сеансовый уровень (Session layer) обеспечивает управление диалогом в процессе передачи данных. Этот уровень устанавливает, управляет и уничтожает сеанс связи. Сеансовый уровень определяет, какая из сторон является активной, предоставляет средства синхронизации, кроме этого средства данного уровня позволяют вставлять контрольные точки в длинные потоки данных, чтобы иметь возможность повторной передачи не всего сообщения, а только некоторой его части. На этом уровне данные разбиваются на сегменты (segments).

Представительный уровень

Представительный уровень (Presentation layer) имеет дело с формой представления передаваемой по сети информации, не меняя при этом ее содержания. За счет уровня представления информация, передаваемая прикладным уровнем одной системы, всегда понятна прикладному уровню другой системы. С помощью средств данного уровня протоколы прикладных уровней могут преодолеть синтаксические различия в представлении данных или же различия в кодах символов, например кодов ASCII и EBCDIC. На этом уровне может выполняться шифрование и дешифрование данных.

Прикладной уровень

Прикладной уровень (Application layer) являетсясамым близким к пользователю.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.

Инкапсуляция.

Если один компьютер хочет передать данные другому компьютеру, то данные должны быть соответственным образом упакованы посредством инкапсуляции.

Если снабжать данные необходимой информацией перед тем как передать через сеть, при прохождении данных через уровни OSI, они делятся на блоки, которые снабжаются заголовками, служебной и контрольной информацией.

 Формирование данных.

1. Алфавитно-цифровая информация преобразуется в данные которые могут быть переданы через сеть.

2. Упаковка данных для передачи через сеть. Данные упаковываются в сегменты обеспеченные функцией транспортировки и надежной передачи.

3. Добавление сетевого адреса в заголовок. Сегменты помещаются в пакеты, которые содержат логический адрес источника и назначения.

4. Добавления физического адреса в заголовок. Каждое сетевое устройство помещает пакет в кадр. при этом каждый кадр снабжается физическим адресом источника и назначения. добавляется необходимая информация для непосредственной передачи информации в данной среде.

5. Преобразованный в биты для передачи кадр, преобразуется в логической 0 и 1, соответствующие уровни для передачи в сети.

 

Application	DATA
Present
Session
Transport	Segment
Net	Packet
Data Link	Frame
Physical	Bit

 

Когда сообщение по сети приходит на рабочую станцию - адресат, оно принимается ее физическим уровнем и последовательно перемещается вверх с уровня на уровень. Каждый уровень анализирует и обрабатывает заголовок своего уровня, выполняя соответствующие данному уровню функции, а затем удаляет этот заголовок и передает сообщение вышележащему уровню.

Стек OSI

Следует четко различать модель OSI и стек OSI. В то время как модель OSI является концептуальной схемой взаимодействия открытых систем, стек OSI представляет собой набор вполне конкретных спецификаций протоколов. В отличие от других стеков протоколов стек OSI полностью соответствует модели OSI, он включает спецификации протоколов для всех семи уровней взаимодействия, определенных в этой модели. На нижних уровнях стек OSI поддерживает Ethernet, Token Ring, FDDI, протоколы глобальных сетей, Х.25 и ISDN, - то есть использует разработанные вне стека протоколы нижних уровней, как и все другие стеки. Протоколы сетевого, транспортного и сеансового уровней стека OSI специфицированы и реализованы различными производителями, но распространены пока мало. Наиболее популярными протоколами стека OSI являются прикладные протоколы. К ним относятся: протокол передачи файлов FTAM, протокол эмуляции терминала VTP, протоколы справочной службы Х.500, электронной почты Х.400 и ряд других.

Протоколы стека OSI отличает большая сложность и неоднозначность спецификаций. Эти свойства явились результатом общей политики разработчиков стека, стремившихся учесть в своих протоколах все случаи жизни и все существующие и появляющиеся технологии. К этому нужно еще добавить и последствия большого количества политических компромиссов, неизбежных при принятии международных стандартов по такому злободневному вопросу, как построение открытых вычислительных сетей.

Из-за своей сложности протоколы OSI требуют больших затрат вычислительной мощности центрального процессора, что делает их наиболее подходящими для мощных машин, а не для сетей персональных компьютеров.

Стек OSI - международный, независимый от производителей стандарт. Его поддерживает правительство США в своей программе GOSIP, в соответствии с которой все компьютерные сети, устанавливаемые в правительственных учреждениях США после 1990 года, должны или непосредственно поддерживать стек OSI, или обеспечивать средства для перехода на этот стек в будущем. Тем не менее стек OSI более популярен в Европе, чем в США, так как в Европе осталось меньше старых сетей, работающих по своим собственным протоколам. Большинство организаций пока только планируют переход к стеку OSI, и очень немногие приступили к созданию пилотных проектов. Из тех, кто работает в этом направлении, можно назвать Военно-морское ведомство США и сеть NFSNET. Одним из крупнейших производителей, поддерживающих OSI, является компания AT&T, ее сеть Stargroup полностью базируется на этом стеке.

Стек TCP/IP

Стек TCP/IP был разработан по инициативе Министерства обороны США более 20 лет назад для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды.

Application

Вместо трех верхних уровней OSI, был создан один уровень, который включил в себя функции представления, кодирования, а также контроля за установление соединения.

Transport

Транспортный уровень выполняет функции надежности, контроля передачи и исправления ошибок.

TCP-прокол прокси уровня.

TCP-протокол ориентированный на соединение, надежность. Это не значит, что соединение существует физически. Просто четвертый уровень источника ждет подтверждения от четвертого уровня приемника о том, что данные получены. Устанавливается логическая связь на некоторый период (packet switching)

Internet

Цель этого уровня передать покеты из любой сети в общую сеть (внешнюю) и потом доставить их по назначению независимо от маршрута и сетей, через которые они пройдут. Это протокол IP на этом уровне производится выбор оптимального маршрута помещения пакетов.

Network access

Этот уровень необходим для обеспечения физической передачи пакетов в сети. В этот уровень входят детали технологии LAN и WAN.

Сегодня стек TCP/IP представляет собой один из самых распространенных стеков транспортных протоколов вычислительных сетей.

Стремительный рост популярности Internet привел и к изменениям в расстановке сил в мире коммуникационных протоколов - протоколы TCP/IP, на которых построен Internet, стали быстро теснить бесспорного лидера прошлых лет - стек IPX/SPX компании Novell. Сегодня в мире общее количество компьютеров, на которых установлен стек TCP/IP, сравнялось с общим количеством компьютеров, на которых работает стек IPX/SPX, и это говорит о резком переломе в отношении администраторов локальных сетей к протоколам, используемым на настольных компьютерах, так как именно они составляют подавляющее число мирового компьютерного парка и именно на них раньше почти везде работали протоколы компании Novell, необходимые для доступа к файловым серверам NetWare. Процесс становления стека TCP/IP в качестве стека номер один в любых типах сетей продолжается, и сейчас любая промышленная операционная система обязательно включает программную реализацию этого стека в своем комплекте поставки.

Хотя протоколы TCP/IP неразрывно связаны с Internet и каждый из многомиллионной армады компьютеров Internet работает на основе этого стека, существует большое количество локальных, корпоративных и территориальных сетей, непосредственно не являющихся частями Internet, в которых также используют протоколы ТСРДР. Чтобы отличать их от Internet, эти сети называют сетями TCP/IP или просто IP-сетями.

TCP/IP имеет много особенностей, дающих ему преимущество перед другими протоколами:

1. Фрагментация пакетов. Большая составная сеть часто состоит из сетей, построенных на совершенно разных принципах. В каждой из этих сетей может быть установлена собственная величина максимальной длины единицы передаваемых данных (кадра). В таком случае при переходе из одной сети, имеющей большую максимальную длину, в сеть с меньшей максимальной длиной может возникнуть необходимость деления передаваемого кадра на несколько частей. Протокол IP стека TCP/IP эффективно решает эту задачу.

2. Гибкая система адресации, позволяющая более просто по сравнению с другими протоколами аналогичного назначения включать в интерсеть сети других технологий. Это свойство также способствует применению стека TCP/IP для построения больших гетерогенных сетей.

3. В стеке TCP/IP очень экономно используются возможности широковещательных рассылок. Это свойство совершенно необходимо при работе на медленных каналах связи, характерных для территориальных сетей.

 

Источники стандартов

Модель (Open System Interconnection), описывает взаимосвязи открытых систем. Что же такое открытая система?

О ткрытой системой может быть названа любая система (компьютер, вычислительная сеть или программный продукт), которая построена в соответствии с открытыми спецификациями.

«Спецификация» (в вычислительной технике) формализованное описание аппаратных или программных компонентов, способов их функционирования, взаимодействия с другими компонентами, условий эксплуатации, ограничений и особых характеристик. При этом не всякая спецификация является стандартом.

Использование при разработке систем открытых спецификаций позволяет любому производителю разрабатывать для этих систем различные аппаратные или программные средства расширения и модификации, а также создавать программно-аппаратные комплексы из продуктов разных производителей.

В реальности под определение открытых систем подходят только части, поддерживающие внешние интерфейсы.

Модель OSI касается только одного аспекта открытости, а именно открытости средств взаимодействия устройств, связанных в вычислительную сеть. Здесь под