Сетевые программные средства информационных сетей.
На начальном этапе развития сетей основное внимание уделялось аппаратуре. Сегодня на первый план выделяются вопросы разработки сетевого программного обеспечения, которое в высокой степени структурировано.
Для упрощения проектирования, анализа и реализации процедуры обмена сообщениями между пользователями или прикладными процессами, работающими на разных компьютерах, эту процедуру декомпозируют на несколько иерархически связанных между собой частных задач, то есть используют многоуровневый подход.
При передаче сообщений оба участника сетевого обмена должны принять множество соглашений. Например, они должны согласовать уровни и форму электрических сигналов, способ определения длины сообщений, договориться о методах контроля достоверности и т. п. Другими словами, соглашения должны быть приняты для всех уровней, начиная от самого низкого уровня передачи битов, до самого высокого уровня, детализирующего как информация должна быть интерпретирована. Такие формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты (программные или аппаратные), лежащие на одном уровне (одноранговые сущности), но в разных узлах, называются протоколами.
Протокол – это набор правил, описывающих формат и назначение кадров, пакетов или сообщений, которыми обмениваются одноранговые сущности. Протоколы соседних уровней, находящихся в одном узле, взаимодействуют друг с другом также в соответствии с четко определенными правилами и с помощью согласованных форматов сообщений. Эти правила принято называть интерфейсом. Интерфейс определяет набор услуг (служб), которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему (см. рис. 3).
|
|
|
Рис. 3. Уровневая модель взаимодействия.
Аппаратно-программные реализации протокола одного уровня на разных взаимодействующих узлах сети называются протокольными сущностями. Сущности используют протокол для реализации определенных для них служб. Они могут менять протокол при условии, что при этом остаются неизменными предоставляемые ими службы. Таким образом, служба и протокол оказываются независимыми друг от друга.
Иерархически организованная совокупность протоколов, решающих задачу взаимодействия узлов сети называетсястеком коммуникационных протоколов.Набор уровней и протоколов называется архитектурой сети.Детали реализации уровней и спецификации интерфейсов не являются частями архитектуры. Количество уровней, их названия и содержание зависят от конкретной сети. Цель каждого уровня – предоставление некоторых служб для более высоких уровней, скрывая от них детали реализации предоставляемого сервиса. Ниже первого уровня находиться только физическая среда.
|
|
|
 |
Назначением каждого уровня является предоставление служб более высокому уровню. Соседние уровни обмениваются информацией через интерфейс в соответствии с имеющимся соглашением о наборе правил его использования. Активный элемент каждого уровня (программный или аппаратный) называют сущностью протокола. Сущности одного уровня на разных машинах являются одноранговыми. Уровень n для уровня n+1 является поставщиком служб, а уровень n+1 – потребителем служб. Службы могут реализовываться в виде сервисов разного качества (Quality of Service, QoS).
Рис. 4. Взаимоотношение сервисов и протоколов
Службы доступны через точки доступа к службе (Service Access Point, SAP). У каждой такой точки есть однозначно ее идентифицирующий адрес. Уровень n+1 может получить доступ к службе уровня n только через эти точки. В межуровневом интерфейсе сущность уровня n+1 передает элемент данных интерфейса (Interface Data Unit, IDU) сущности уровня n через точку SAP. IDU состоит из элемента данных службы (Service Data Unit, SDU) и некоторой управляющей информации. SDU представляет собой информацию, посылаемую по сети одноранговой сущности, и затем вверх сущности n+1. Управляющая информация не является частью данных и необходима, чтобы помочь нижнему уровню выполнить работу.
|
|
|
При передаче SDU уровню n может быть необходимо разбить его на несколько фрагментов с соответствующими заголовками. Эти фрагменты посылаются в виде элементов данных протокола (Protocol Data Unit, PDU) Заголовки PDU содержат информацию для поддержки собственных протоколов одноранговых сущностей: какие данные содержит PDU, номер фрагмента и.т.д.
Модели обмена данными.Службы, предоставляемые одним уровнем вышестоящему, могут быть ориентированными на соединение и не ориентированными на соединение (см. рис. 5). Аналогами этих типов служб могут служить телефонная связь и почтовая служба. Вид используемого соединения выбирается исходя из необходимой надежности доставки данных и допустимых при этом накладных расходах.
Не ориентированная на соединение служба (т.е. без гарантий доставки) называется дейтаграммной службой. При необходимости надежной доставки сравнительно коротких сообщений при отсутствия соединения используется служба дейтаграмм с подтверждениями. Кроме того, существует служба запросов-ответов. Обычно данная модель обмена данными используется в модели «клиент-сервер».
|
|
|
| Сервис | Пример | |
| Ориентированные | Надежный поток сообщений | Последовательность страниц |
| на соединение | Надежный битовый поток | Удаленный доступ |
| Ненадежное соединение | Оцифрованный голос | |
| Не ориентированные | Ненадежная доставка дейтаграмм | Бвстрая электронная почта |
| на соединение | Подтверждаемая доставка дейтаграмм | Регистрируемая почта |
| Запрос-ответ | Запрос к базе данных |
Рис. 5. Шесть типов служб
Примитивы служб.Формально служба описывается набором примитивов или операций, доступных пользователю или другой сущности для получения службы. Эти примитивы являются запросами на некоторое действие или ответами на такие запросы соответствующей одноранговой сущности. Типичный пример набора примитивов приведен в табл. 2.
Таблица 2.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 734; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!