3.3 Мережеві протоколи та стандарти
Щоб спростити проектування мереж, аналіз взаємодії та реалізацію обміну повідомленнями між користувачами та мережевими вузлами, застосовуютьформалізовані правила, що визначають послідовність та формат повідомлень на даному рівні еталонної моделі ВОС, які називають протоколами обміну повідомленнями.Відповідним чиномІєрархічно організовану сукупність протоколів називають стеком комунікаційних протоколів>які прийнято називати інтерфейсами.Інтерфейс визначає набір і формат послуг, які може надавати нижче рівень вищележачого рівня. В еталонній моделі ВOC розрізняютьдва основні види протоколів: із встановленням з'єднанняі без попереднього встановлення з'єднання.Останні протоколи називають такождейтаграмними протоколами. Розглянемо основні протоколи та стандарти в рамках архітектури ВОС.
Протоколи фізичного рівня. Фізичний рівень в архітектурі відкритих систем є нижнім і забезпечує взаємодію із середовищем передачі, що зв'язує системи між собою. Відповідно до архітектури відкритих систем фізичний рівень повинен надавати (канальному рівню) такі послуги;
реалізовувати фізичну сполуку між двома або більшим числом компонентів канального рівня дня передачі даних;
передавати по з'єднанню деякі певні для фізичного рівня одиниці даних фізичного рівня, наприклад, біти при послідовній передачі або байти при паралельній передачі;
надавати канальному рівню кінцеві точки доступу доз'єднання фізичного рівня, через які передаються одиниці даних фізичного рівня;
ідентифікувати ланцюги (або шляхи) передачі даних між компонентами фізичного рівня;
забезпечувати необхідні параметри якості обслуговування.
Протоколи канального рівняповинні забезпечувати взаємозв'язок між мережним та фізичним рівнями, надаючи мережевому ширший набір послуг порівняно з фізичним. Основне призначення фізичного рівня – це передача бітів, канального рівня – передача деяких завершених блоків даних чи кадрів.
У рамках архітектури ВОСна канальний рівеньпокладаються такі функції:
ініціалізація-обмін між станціями, що взаємодіють, службовими повідомленнями, що підтверджують готовність до передачі даних;
ідентифікація-обмін між станціями, що взаємодіють, службовою інформацією, що підтверджує правильність з'єднання;
синхронізація - виділення в послідовності переданих бітів кордонів знаків;
сегментація- формування кадрів їх передачі по каналу;
забезпечення прозорості - надання розташованому вище рівню можливості передачі довільної послідовності бітів або знаків;
управління потоком- забезпечення узгодження швидкостей передачі та прийому;
контроль помилок та управління послідовністю передачі-виявлення помилок у переданих кадрах та запиту повторної передачі спотворених кадрів, забезпечення відповідності послідовності кадрів на вході та виході каналу;
вихід зі збійних ситуацій- виявлення порушень нормальної передачі кадрів та реалізація процедур виходу з такихситуацій;
управління каналом- забезпечення можливості контролю роботи каналу, виявлення відмов, відновлення, збирання статистики про роботу каналу;
завершення роботи каналуліквідація логічного з'єднання, утвореного при ініціалізації каналу.
Протоколи канального рівня: протокол встановлення з'єднання, передачі і ліквідації з'єднання HDLC (High-Level Data Link Control) і протокол Х.25, визначальний доступом до мереж передачі з комутацією пакетів.
В рамках архітектури ВОС протокол Х.25 дає засоби для взаємодії користувача з мережею передачі даних та комутацією пакетів - PSDN (Packet Switching Data Network) та визначається Рек. Х.25 ITU-T, розробленої та застосовуваної як стандарт управління на мережному рівні. Протокол Х.25 забезпечує суворе керування потоком пакетів та суттєві послуги керування даними користувача. Основна перевага методу комутації пакетів у тому, що той самий фізичний канал може одночасно використовуватися кількома абонентами.Метод поділу фізичного каналу між користувачамимережі передачі даних Х.25називають логічнимабо статистичним мультиплексуванням.На відміну від тимчасового поділу каналів TDM (Time Division Multiplexing) тут немає жорсткої прив'язки до заздалегідь заданих часових інтервалів для кожного користувача (абонента). Протокол Х.25 базується на засобах інформаційного каналу, що визначаєтьсяпротоколом HDLC. Останній встановлює спосіб виключення спотворення пакетів та їх послідовностей, що передаються по фізичному каналу, схильному до впливу перешкод. Він визначає процедури мережевого рівня управління передачею пакетів, які забезпечують організацію віртуальнихканалів між абонентами та передачу по каналах послідовностей пакетів та дозволяє організувати взаємодію між мережевими службами систем через сукупність логічних каналів.Логічні каналивикористовують для організації постійних віртуальних каналів і тимчасових віртуальних комутованих -віртуальних з'єднань.
Транспортний протокол.Основні функції цього протоколу - створювати з'єднання між портами систем та передавати повідомлення через них. Функції транспортного протоколу подвійні. З одного боку, він визначає засоби, необхідні для взаємодії систем із мережею, побудованою за правилами, що визначаються мережевим протоколом. У цій частині транспортний протокол на додаток до засобів, що надаються мережею, забезпечує роботу та відновлення систем при збоях та відмови мережі, що призводять до втрати пакетів і мимовільного роз'єднання віртуальних каналів. З іншого боку, дані, якими обмінюються системи, передаються у формі повідомлень, які є цілісними об'єктами, які не зв'язуються з пакетним способом передачі даних. Тому транспортний протокол повинен передбачати поділ повідомлень на пакети та складання з пакетів повідомлень, що приймаються. Транспортний протокол, займаючи вищий рівень, ніж мережевий, позбавляє систему необхідності орієнтуватися на специфіку роботи мережі. Поряд із цими функціями транспортний протокол повинен надавати можливість вводити пріоритети для деяких видів обслуговування тощо.
Засоби управління передачею даних транспортного рівняподіляють повідомлення на пакети, які вводяться в мережу передачі даних послідовно і передаються мережею під управлінням засобів мережевого рівня. Приймаючи послідовність пакетів, віддалена транспортна служба збираєповідомлення з полів даних, що переносяться в пакетах, і постачає їх у порт у вигляді, що збігається з надісланими повідомленнями.
Протоколи високого рівня.Транспортна мережа уможливлює доступ до засобів передачі даних для будь-яких систем, пов'язаних з програмами та терміналами, зосередженими в одному комп'ютері або розподіленими за різними в ЛОМ. На основі процедур транспортного інтерфейсу будують протоколи взаємодії систем, що дозволяють реалізувати різні прикладні функції. Зазначені протоколи, що базуються на використанні транспортного інтерфейсу, називаютьпротоколами високого рівня.Ці протоколи встановлюють стандартні мережі способи (процедури) виконання прикладних функцій. Необхідність стандартизації способів викликана неоднорідністю ЛОМ через різнотипність використовуваних комп'ютерів, операційних систем та терміналів.Реалізація відповідних протоколівщодо організації та логічного підключення портів терміналів для однорідних систем покладається на кошти сеансового рівня управління, а щодосполучення різнорідних систем на засоби рівня подання - службу подання даних. Найважливіша функція служби представлення даних - забезпечити можливість поєднання різнотипних терміналів із програмами. Однією з головних функцій цієї служби єшифрування даних.
Протоколи та стандарти глобальних мереж.У рамках моделі ВОС розглянемо взаємозв'язок деяких інших протоколів і стандартів, що мають пряме відношення до мережевих технологій для побудови глобальних мереж та деяких типів великих ЛОМ.
Протокол FDDI(Fiber Distributed Data Interface) - стандарт для локальних та середніх мереж передачі даних, заснований на використанні ОК у топології"кільце" або "зірка". Його, як правило, застосовують у мережах комплексу будівель або ще більших мережевих структур. У протоколі FDDI використовується метод доступу до середовища за допомогою передачі маркера, він охоплює фізичний рівень та рівень MAC моделі BOC70SI.
Таблиця 3.5Відображення різних мережевих протоколів та технологій у моделі BOC/OSI