Уровеньмежсетевого взаимодействия (InternetLayer)

IP (InternetProtocol) – основной протокол сети Интернет, который обеспечивает передачу пакетов в составных сетях на основании IP-адреса посредством маршрутизации пакетов через последовательность промежуточных узлов сети (маршрутизаторов). Не имеет встроенных средств контроля надежности доставки (является дейтаграммным протоколом).

ARP (AddressResolutionProtocol) – протокол разрешения адреса, служит для поиска физического адреса узла по его известномуIP-адресу. Поиск такого соответствия осуществляется путем широковещательного опроса всех узлов сети.

ICMP (InternetControlMessageProtocol) – протокол управляющих сообщений интернет, служит для диагностики и обмена служебной информацией.

IGMP (InternetGroupManagementProtocol) – протокол управления групповым вещанием в интернет.

RIP (RoutingInternetProtocol) – протоколобменамаршрутнойинформацией.

DHCP (DynamicHostConfigurationProtocol) – протокол динамической конфигурации хоста, служит для автоматизации назначения IP-адресов узлам и настройки параметров работы стека TCP/IP.

Транспортный уровень (TransportLayer)

TCP (TransmissionControlProtocol) – протоколуправленияпередачей. Обеспечивает надежную доставку при помощи процедур установления соединения и подтверждения.

UDP (UserDatagramProtocol) – протоколдатаграммпользователя.В отличие от TCPне обеспечивает надежной доставки

SSL (SecureSocketsLayer) – уровень защищенных сокетов. Обеспечивает независимый от прикладного уровня способ организации криптографически защищенного канала между конечными узлами сети.

Прикладной уровень (ApplicationLayer)

HTTP (HyperTextTransferProtocol) – протокол передачи гипертекста.

FTP (File Transfer Protocol) – протоколпередачифайлов.

SMTP (SimpleMailTransferProtocol) - протоколотправкиэлектроннойпочты.

POP3 (PostOfficeProtocol) – протокол для работы с удаленным почтовым ящиком.

Telnet – протокол эмуляции удаленного терминала.

BitTorrent – пиринговый (P2P) сетевой протокол для кооперативного обмена файлами через Интернет.

NNTP (NetworkNewsTransferProtocol) – сетевойпротоколобмена новостной информацией между серверами новостей.

NNRP (NetworkNewsReadersProtocol) – сетевойпротоколобмена новостной информацией между клиентом групп новостей и сервером новостей.

NetBIOS/SMB (NetworkBasicInputOutputSystem / Server Message Block) – протоколдляработывсетяхMicrosoftWindows.

DNS (DomainNameSystem) – протокол системы доменных имен Интернет. Служит для поиска соответствия между символьным доменным именем компьютера, например www.surgu.ru и его IP-адресом. Для разрешения имени клиент посылает запрос DNS-серверу, который содержит символьное доменное имя. Сервер производит поиск IP-адреса, соответствующего запрашиваемому имени, и возвращает клиенту ответ, содержащий требуемый IP-адрес. В процессе разрешения имени сервер DNS может обращаться к другим серверам DNS, которые вместе образуют иерархическую структуру.

Следует отметить, что часть протоколов прикладного уровня, которые требуют надежной передачи своих сообщений, использует транспортный протокол TCP. К ним относятся, например,протоколы HTTP, SMTP, telnet, FTP. Другая часть протоколов использует протокол UDP, не обеспечивающий надежной доставки сообщений. К таким протоколам, например, относится DNS.

Сетевые технологии физического и канального уровня

Первичные сети

Первичные сети предназначены для создания коммутируемой инфраструктуры, с помощь которых можно организовать постоянный цифровой синхронный канал передачи между двумя узлами сети. В первичных сетях используется техника коммутации каналов. На основе каналов, образованных первичными сетями, работают наложенные компьютерные или телефонные сети. Каналы, образованные первичными сетями, являются синхронными, так как имеют постоянную пропускную способность. Существует три поколения технологий первичных сетей:

PDH (PlesiochronousDigitalHierarchy) – плезиохронная цифровая иерархия.

SDH (SynchronousDigitalHierarchy) – синхронная цифровая иерархия, которой в Америке соответствует стандарт SONET.

DWDM (DenseWaveDivisionMultiplexing) – технологияуплотненноговолновогомультиплексирования.

Сети PDH

Технология PDHбыла разработана в конце 60-х годов компанией AT&Tдля организации связи крупных коммутаторов между собой. Началом технологии PDHстало создание мультиплексора, обеспечивающего оцифровку голоса с частотой дискретизации 8000 Гц и разрядностью 8 бит с образованием цифрового потока 64 кбит/с и последующим объединением 24-х голосовых каналов в канал Т1. Канал Т1передает данные в кадре, в котором последовательно передается по одному байту от каждого из 24-х абонентов, а после 24 байта вставляется один бит синхронизации. Таким образом, суммарная скорость передачи пользовательских каналов составляет 24*64 = 1,536 Мбит/с. Но с учетом бита синхронизации получается (24*8+1)/8*64 = 1,544 Мбит/с.

Для соединения крупных телефонных станций пропускной способности канала Т1 недостаточно, поэтому были разработаны стандарты для объединения каналов Т1 в иерархию скоростей: четыре канала Т1 объединили в канал Т2 (6,312 Мбит/с), семь каналов Т2 объединили в канал Т3 (44,763 Мбит/с), а шесть каналов Т3 объединили в канал Т4 (274 Мбит/с). Иерархия Т-каналов была стандартизирована ANSI, а позднее – международным комитетом CCITT, в результате чего возникла несовместимость американской и международной (европейской) версий стандарта PDH. Аналогом Т-каналов в международной версии являются каналы Е1 (64 кбит/с), Е2 (64 кбит/с*30=2,048 Мбит/с), Е3 (2,048 Мбит/с *4=8,488 Мбит/с), Е4 (8,488 Мбит/с *4=34,368 Мбит/с).

Недостатком технологии PDHявляется сложность и неэффективность операций мультиплексирования и демультиплексирования. Сам термин «плезиохронный», то есть «почти синхронный» говорит о причине этой сложности – отсутствии полной синхронизации при объединении низкоскоростных каналов в высокоскоростные. В результате для извлечения пользовательских данных необходимо полностью демультиплексировать данные объединенного канала.

Сети SDH/SONET

Указанный выше недостаток сетей PDHбыл преодолен при разработке синхронных оптических сетей SONET (SynchronousOpticalNET), которая появилась в впоследствии была стандартизирована как международный стандарт SDH. Иерархия скоростей SONET/SDHподдерживает скорость до 39,81 Гбит/с.

Кадры SDHимеют достаточно сложную структуру, позволяющую агрегировать в общи магистральный поток потоки PDH и SDHразличных скоростей, а также выполнять операции ввода-вывода без полного демультиплексирования магистрального потока.

Кроме того, отличительной чертой SHDявляется разнообразный набор средств отказоустойчивости, который позволяет сети быстро (за десятки миллисекунд) восстановить работоспособность сети – линии связи или мультиплексора.

Сети DWDM

Технология уплотненного волнового мультиплексирования (DenseWaveDivisionMultiplexing, DWDM)предназначена для создания оптических магистралей нового поколения, работающих на мультигигабитных и терабитных скоростях. Рост производительности сетей DWDMобеспечивается за счет одновременной передачи по оптическому волокну большого количества световых волн различной длины волны. При этом каждая волна представляет собой спектральный канал и несет собственную информацию.

Оборудование DWDMне занимается непосредственно проблемами передачи данных по каждому спектральному каналу – способом кодирования и протоколом передачи. Основной функцией DWDMявляются операции мультиплексирования и демультиплексирования. Революционная особенность мультиплексирования и коммутации DWDMзаключается в том, что эти операции выполняются над световыми сигналами, без преобразования их в электрическую форму. Все остальные сети, использующие оптоволокно в качестве среды передачи, например SDHили GigabitEthernet, обязательно преобразуют световые сигналы в электрические и только потом могут их мультиплексировать и коммутировать.

На сегодняшний день определены два частотных плана, т.е. набора частот, отстоящих друг от друга на некоторую постоянную величину:

1) Частотный план с разнесением частот между соседними каналами 100 ГГц (Δλ = 0,8 нм), в соответствии с которым применяется 41 волна в диапазоне от 1528,77 нм (196,1 ТГц) до 1560,61 нм (192,1 ТГц).

2) Частотный план с шагом 50 ГГц (Δλ = 0,4нм), позволяющий передавать в этом же диапазоне 81 длину волны.

Сама по себе технология DWDMне занимается кодированием передаваемой информации. Это задача технологии более высокого уровня, которая может использовать предоставленную ей длину волны по своему усмотрению и передавать по ней как цифровую, так и дискретную информацию. Такими технологиями могут быть SDHили 10 GigabitEthernet.