Modele și protocoale de rețele de calculatoare. Stive de protocol LAN
capitolul 5
Protocoale de rețea locală
După citirea acestui capitol și finalizarea exercițiilor practice, veți fi capabil să:
Ø Explicați următoarele protocoale și utilizarea lor în diferite sisteme de operare în rețea:
Ø discutați și implementați metode de îmbunătățire a performanței rețelelor locale.
La începutul secolului al XX-lea, sociologul George Herbert Mead, studiind influența limbajului asupra oamenilor, a ajuns la concluzia că inteligența umană s-a dezvoltat în primul rând prin limbaj. Limbajul ne ajută să găsim sens în realitatea înconjurătoare și să interpretăm detaliile acesteia. În rețele, un rol similar îl joacă protocoalele de rețea, care permit sistemelor diverse să găsească un mediu comun de interacțiune.
Acest capitol descrie protocoalele cel mai frecvent utilizate în rețelele locale și sistemele de operare în rețea care le utilizează. Veți afla despre avantajele și dezavantajele fiecărui protocol, ceea ce vă va ajuta să înțelegeți utilizările acestora. Cel mai popular protocol de rețea locală, TCP/IP, este discutat doar pe scurt în acest capitol, deoarece va fi descris mai detaliat în Capitolul 6. La sfârșitul acestui capitol, veți fi introdus în metodele de îmbunătățire a performanței rețelelor locale și de selectare a protocoalelor care sunt necesare într-o anumită situație.
Protocoale de rețea localăși aplicarea lor în rețelesisteme de operare
Protocoalele de rețea sunt ca o limbă sau un dialect local: ele permit rețelelor să facă schimb de informații între dispozitivele conectate. Aceste protocoale sunt relevante și pentru semnalele electrice simple transmise printr-un cablu de comunicare în rețea. Protocoalele de comunicare în rețea ar fi pur și simplu imposibile. Pentru ca două computere să comunice liber între ele, ele trebuie să folosească același protocol, la fel cum două persoane trebuie să comunice în aceeași limbă. eu
Într-o rețea locală, mai multe protocoale pot funcționa individual și în unele combinații. Dispozitivele de rețea (cum ar fi routerele) sunt adesea configurate pentru a recunoaște și configura automat diferite protocoale (în funcție de sistemul de operare utilizat în router). De exemplu, pe o singură LAN Ethernet, un protocol poate fi utilizat pentru a se conecta la mainframe, altul pentru a lucra cu serverele Novell NetWare și un al treilea pentru a lucra cu servere Windows (de exemplu, rulează Windows NT Server) (Figura 5.1).
Puteți instala un router bridge care va recunoaște automat fiecare protocol și va configura singur în consecință, făcându-l să acționeze ca un router pentru unele protocoale și ca o punte pentru altele. Prezența mai multor protocoale într-o rețea este eficientă prin faptul că o astfel de rețea poate îndeplini simultan mai multe funcții (de exemplu, furnizarea de acces la Internet la mainframe-uri și servere). Dezavantajul acestei abordări este că unele protocoale vor funcționa în modul broadcast, adică vor trimite periodic pachete pentru a identifica dispozitivele din rețea, generând un exces de trafic semnificativ.
Unele protocoale de rețea au devenit larg răspândite deoarece sunt asociate cu sisteme de operare de rețea specifice (de exemplu, sisteme Windows, mainframe IBM, servere UNIX și Novell NetWare). Este logic să studiem protocoalele în raport cu sistemele de operare în care sunt utilizate. În acest caz, devine clar de ce este necesar un anumit protocol într-un anumit tip de rețea. De asemenea, vă va fi mai ușor să înțelegeți cum un protocol (cum ar fi NetBEUI) poate fi înlocuit cu alte protocoale (cum ar fi TCP/IP). Cu toate acestea, înainte de a învăța despre protocoale și interrelațiile lor între sistemele de operare, este important să înveți despre proprietățile generale ale protocoalelor LAN.
Proprietăți generaleprotocoale de rețea locală
În general, protocoalele de rețele locale au aceleași proprietăți ca și alte protocoale de comunicație, cu toate acestea, unele dintre ele au fost dezvoltate cu mult timp în urmă, în timpul creării primelor rețele, care au fost lente, nesigure și mai susceptibile la interferențe electromagnetice și radio. Prin urmare, unele protocoale nu sunt pe deplin potrivite pentru comunicațiile moderne. Dezavantajele unor astfel de protocoale includ protecția slabă împotriva erorilor sau traficul excesiv de rețea. În plus, anumite protocoale au fost create pentru rețele locale mici și cu mult înainte de apariția rețelelor corporative moderne cu capabilități avansate de rutare.
Protocoalele de rețea locală trebuie să aibă următoarele caracteristici de bază:
Asigurarea fiabilității canalelor de rețea;
Au performanțe ridicate;
Procesează adresele nodurilor sursă și destinație;
Respectați standardele de rețea, în special IEEE 802.
În general, toate protocoalele discutate în acest capitol îndeplinesc aceste cerințe, dar, după cum veți afla mai târziu, unele protocoale au mai multe capacități decât altele.
În tabel 5.1 enumeră protocoalele de rețea locală și sistemele de operare cu care pot funcționa aceste protocoale. Mai târziu în capitol, protocoalele și sistemele (în special, sistemele de operare server și computerele gazdă) vor fi descrise mai detaliat.
4 Tabelul 5.1. Protocoale de rețea locală și sisteme de operare în rețea
Protocol | Sistemul de operare corespunzător |
Primele versiuni ale sistemelor de operare Microsoft Windows |
|
UNIX, Novel NetWare, versiuni moderne ale sistemelor de operare Microsoft Windows, sisteme de operare mainframe IBM |
|
Sisteme de operare IBM mainframe și minicomputer |
|
Sisteme client care interacționează cu mainframe IBM configurate să funcționeze cu protocolul SNA |
Notă
Sistem de operare pentru computer este un set de software care îndeplinește două funcții pe un computer. În primul rând, ei interacționează cu hardware-ul computerului și cu sistemul de bază de intrare/ieșire (BIOS). În al doilea rând, ei interacționează cu interfața cu utilizatorul (de exemplu, interfața grafică cu utilizatorul (GUI) pe sistemele Windows sau subsistemul X Window și desktopurile pe sistemele UNIX). Pentru sisteme de operare a computerelor de rețea Există un al treilea nivel de interacțiune în care aceste sisteme pot comunica între ele printr-o rețea folosind unul sau mai multe protocoale.
ProtocoaleIPX/ SPX si sistemNovell NetWare
Protocol Internetwork Pachet schimb valutar (IPX) (schimb de pachete de internetwork) a fost dezvoltat de Novell pentru unul dintre primele sisteme de operare de rețea care realizează funcții de server, numit NetWare. Acest sistem a fost conceput inițial pentru rețelele de magistrală Ethernet, rețelele token ring și rețelele ARCnet și a fost proiectat să funcționeze cu un singur server de fișiere. ARCnet este una dintre tehnologiile de rețea alternative proprietare care utilizează pachete speciale de token și o topologie mixtă (bus și stea). În prezent, sistemul de operare NetWare a devenit independent hardware și poate suporta diverse topologii și protocoale.
Ca prototip pentru protocolul IPX, Novell a folosit unul dintre primele protocoale de rețea locală, protocolul IPX. Xerox Reţea Sistem (XNS), adaptându-l pentru sistemul său de operare pentru serverul de fișiere NetWare. Xerox Corporation a propus protocolul XNS ca mijloc de transmitere a datelor prin rețele Ethernet. La începutul anilor 1980, mai mulți producători și-au lansat propriile versiuni ale acestui protocol. Versiunea Novell a dat naștere protocolului IPX pentru serverele NetWare. În același timp, această companie a dezvoltat un protocol însoțitor numit Secvenționat Pachet schimb valutar (SPX) și concentrat pe lucrul cu programe de aplicație, cum ar fi baze de date.
Protocoalele IPX/SPX sunt utilizate pe scară largă în serverele NetWare până la versiunea 4 inclusiv. Începând cu NetWare 5.0, Novell încurajează utilizatorii să migreze la stiva de protocoale TCP/IP. Aceste protocoale sunt în prezent protocoalele principale pentru NetWare 6.0 și versiunile ulterioare, deși utilizatorii pot continua să folosească protocoale IPX/SPX, în special pentru compatibilitatea cu serverele și echipamentele vechi (cum ar fi imprimantele).
Când protocoalele IPX/SPX sunt configurate într-o rețea Ethernet bazată pe servere NetWare, pot fi utilizate patru tipuri de cadre Ethernet:
o 802 .2 – un tip relativ nou de cadre utilizate în rețele bazate pe versiunile de servere NetWare de la 3.21 la 4.x;
o 802.3 – un tip vechi de cadru folosit pe sistemele NetWare 286 (versiunile 2.x)și primele versiuni ale sistemului NetWare și 3.1x);
o Ethernet II – pentru a asigura compatibilitatea cu rețelele Ethernet II și formatarea mai eficientă a cadrelor;
o Ethernet SNAP – implementare descrisă în capitolul 2 SubNetwork Access Protocol (SNAP), conceput pentru operarea rețelelor și aplicațiilor speciale de la producători.
Avantaje și dezavantaje
Avantajul protocolului IPX (în ciuda vechimii sale avansate) în comparație cu alte protocoale timpurii este posibilitatea de rutare a acestuia, adică faptul că poate fi folosit pentru a transmite date prin mai multe subrețele din cadrul unei întreprinderi. Dezavantajul protocolului este traficul suplimentar care apare datorită faptului că stațiile de lucru active folosesc pachete de difuzare generate frecvent pentru a-și confirma prezența în rețea. Cu multe servere NetWare și sute de clienți, transmisiile IPX „Sunt aici” pot genera trafic de rețea semnificativ (Figura 5.2).
Scopul protocolului SPX
Protocolul SPX, o completare a IPX, permite ca datele aplicației să fie transferate mai fiabil decât IPX. IPX este puțin mai rapid decât protocolul său însoțitor, dar folosește servicii fără conexiune care rulează în substratul LLC al Stratului Link. Aceasta înseamnă că IPX garantează că cadrul va fi livrat la destinație cu o probabilitate mai mică. Protocolul SPX utilizează servicii orientate spre conexiune, ceea ce îmbunătățește fiabilitatea transferului de date. Cel mai adesea, când se face referire la ambele protocoale (IPX și SPX), se folosește abrevierea IPX/SPX.
Protocolul SPX este utilizat pe scară largă pentru a transmite conținut de date prin rețea. În plus, utilitarul Novell Remote Console și serviciile de imprimare funcționează pe baza acestui protocol. Consola la distanță permite stației de lucru a administratorului să vadă aceleași informații care sunt afișate pe consola serverului de fișiere NetWare, permițând utilizatorului să execute de la distanță comenzile de sistem pe server fără a fi nevoie să se afle la tastatura serverului.
Implementarea protocoluluiIPX/ SPX
Pentru a instala protocoalele IPX/SPX pe computere care rulează DOS, se folosesc drivere DOS speciale dezvoltate pentru NetWare. Pe sistemele de operare pe 32 de biți (de exemplu, Windows 95 și mai vechi), pentru a instala protocoale, puteți rula programul Novell Client32, care oferă un mediu de comandă pentru accesarea serverelor NetWare.
Pentru a permite computerelor care rulează sisteme Windows să acceseze NetWare, puteți utiliza și două tipuri de drivere care vă permit să lucrați cu mai multe protocoale: Open Datalink Interface (ODI) și Network Driver Interface Specification (NDIS).
Când mai multe protocoale (cum ar fi IPX/SPX și TCP/IP) sunt implementate într-o rețea NetWare, serverele și clienții folosesc adesea un driver Deschis Legătură de date Interfață, ODI(interfață canal deschis). Acest driver permite comunicarea cu servere de fișiere NetWare, mainframe și minicalculatoare, precum și cu Internetul. Driverele ODI pot fi utilizate în clienții de rețea care rulează sub MS-DOS și Microsoft Windows.
În versiunile anterioare de Windows (Windows 3.11, Windows 95, Windows 98 și Windows NT), Microsoft a implementat driverul GDI ca o aplicație pe 16 biți care nu putea profita pe deplin de performanța și capacitățile Windows 95 pe 32 de biți și mai târziu. .
Începând cu Windows 95, se folosesc soluții mai avansate de la Microsoft pentru a se conecta la serverele NetWare prin protocolul IPX/SPX - protocol NetWare Legătură (NWLink) IPX/ SPX si sofer Reţea Conducător auto Interfață Specificație, NDIS(Specificația interfeței standard a adaptorului de rețea). Exercițiile 5-1 și 5-2 vă arată cum să configurați sistemele Windows 2000 și Windows XP Professional pentru a utiliza protocolul NWLink.
După cum se arată în Fig. 5.3, driverele NDIS (Microsoft) și ODI (Novell) operează la substratul LLC al stratului de legătură de date, cu toate acestea, doar unul dintre aceste drivere poate fi legat la un adaptor de rețea la un moment dat.
DIV_ADBLOCK20">
EmulareIPX/ SPX
Protocolul NWLink emulează funcționarea IPX/SPX, astfel încât orice sistem Windows care îl folosește funcționează ca computer sau dispozitiv configurat să funcționeze cu IPX/SPX. NDIS este o specificație software driver utilizată de protocolul NWLink care îi permite acestuia și altor protocoale de rețea să comunice cu adaptorul de rețea al unui computer. Aceasta folosește o procedură pentru a stabili comunicarea între protocol și adaptor, numită legare. Legare(legarea) un anumit protocol la un anumit adaptor permite acestui adaptor să funcționeze și să ofere o interfață cu mediul de rețea.
Se leagă de șoferNDIS
Driverul Microsoft NDIS poate lega unul sau mai multe protocoale la un singur adaptor de rețea, permițând tuturor acestor protocoale să funcționeze prin acel adaptor. Dacă există mai multe protocoale, atunci se stabilește o anumită ierarhie între ele, iar dacă în rețea sunt implementate mai multe protocoale, atunci adaptorul de rețea va încerca mai întâi să citească cadrul sau pachetul folosind protocolul situat la nivelul superior al acestei ierarhii. Dacă formatarea cadrului sau pachetului corespunde unui alt protocol, atunci adaptorul va încerca să-l citească folosind următorul protocol specificat în ierarhie și așa mai departe.
Sfat
Folosind driverul NDIS, un protocol poate fi legat la mai multe adaptoare de rețea de pe un computer (de exemplu, pe un server). Dacă aveți mai multe adaptoare, puteți distribui încărcarea rețelei între ele și puteți accelera răspunsul serverului la solicitările cu un număr mare de utilizatori. În plus, mai multe adaptoare sunt folosite dacă serverul funcționează și ca router. Legarea unui protocol la mai multe adaptoare reduce, de asemenea, amprenta memoriei, deoarece serverul nu trebuie să încarce mai multe instanțe ale aceluiași protocol în el.
Trebuie remarcat faptul că utilizatorul poate organiza independent ierarhia protocoalelor asociate adaptorului. Această ierarhie se numește ordine obligatorie. De exemplu, dacă primul protocol din ierarhie este IPX/SPX și al doilea este TCP/IP, atunci cadrul sau pachetul TCP/IP este mai întâi interpretat ca date IPX/SPX. Adaptorul de rețea detectează rapid eroarea și recitește cadrul sau pachetul TCP/IP, recunoscându-l corect.
Ordinea de legare a protocolului poate fi setată în majoritatea sistemelor de operare Microsoft Windows (de exemplu, Windows 2000 și Windows XP). În fig. Figura 5.4 arată procedura de legare pe un computer care rulează Windows XP Professional. În această figură, protocoalele sunt enumerate sub linie Fişier și Imprimanta Partajarea pentru Microsoft Rețele, afișează legături zero doc ale protocoalelor utilizate pentru a accesa fișierele și imprimantele partajate. Sub linie Client pentru Microsoft Rețele arată ordinea protocoalelor de legare necesare pentru a accesa serverele de rețea. În exercițiile de practică 5-3 și 5-4, veți învăța cum să setați ordinea de legare a protocolului în Windows 2000 și Windows XP Professional.
DIV_ADBLOCK22">
Notă
După cum sa discutat mai devreme în această carte, nu este recomandat să activați RIP pe serverele NetWare și Windows 2000/Server 2003 deoarece introduce trafic suplimentar în rețea. Este de preferat ca routerele de rețea specializate să efectueze toate sarcinile de rutare.
Tabelul 5.2. Protocoale utilizate cu servereleNetWare
Abreviatura | Titlul complet | Descriere | NivelmodeleOSI |
Schimb de pachete de internetwork | Folosit ca protocol principal de transfer de date pentru aplicațiile Ethernet. Pot fi utilizate toate tipurile de cadre: Ethernet 802.2, Ethernet 802.3, Ethernet II și Ethernet SNAP | Rețea și transport |
|
Strat suport de legătură | Folosit împreună cu driverul ODI pentru a suporta mai multe protocoale pe un singur adaptor de rețea | Conductă |
|
Driver de interfață cu legături multiple | Conectează două sau mai multe canale într-o linie de telecomunicații (de exemplu, două adaptoare de terminale ISDN). În rețelele Ethernet, protocolul MLID în combinație cu adaptorul de rețea al stației de lucru vă permite să determinați nivelul de conflicte în rețea în rețelele cu un inel de simboluri, coordonează transferurile de token; | Canal (substratul MAC) |
|
Protocolul de bază NetWare | Parte a sistemului de operare care facilitează comunicarea între clienți și servere la accesarea aplicațiilor sau a fișierelor deschise aflate pe un server NetWare | ||
Protocolul NetWare Link Services | Oferă pachete IPX cu informații de rutare | ||
Protocolul de informații de rutare | Colectează informații de rutare pentru serverele care furnizează servicii de rutare | ||
Protocolul de publicitate pentru servicii | Permite clienților NetWare să identifice serverele și serviciile de rețea care rulează pe ei. Serverele generează pachete de difuzare SAP la fiecare 60 de secunde, iar clienții le folosesc pentru a localiza cel mai apropiat server | Aplicație executivă de sesiune |
|
Schimb secvențial de pachete | Oferă programe de aplicație cu un mecanism de transfer de date orientat spre conexiune | Transport |
ProtocolNetBEUI și servereMicrosoft Windows
Microsoft Windows NT a început ca un proiect comun între Microsoft și IBM pentru a dezvolta sistemul de operare pentru server LAN Manager. La începutul anilor 1990, Microsoft a trecut de la LAN Manager la Windows NT Server, care a devenit ulterior un sistem de operare utilizat pe scară largă.
Pe baza produsului Windows NT Server, au fost create Windows 2000 Server și Windows Server 2003 La fel ca versiunile moderne de Novell NetWare, sistemele Windows NT, Windows 2000 și Windows Server 2003 sunt compatibile cu rețelele locale Ethernet și Token Ring, acestea pot fi scalate de la mici. computere cu procesoare compatibile Intel la sisteme multiprocesor. Cel mai adesea, protocoalele TCP/IP sunt utilizate cu aceste sisteme, dar există încă sisteme Windows NT Server versiuni 3.51 și 4.0 care implementează protocolul nativ al sistemelor Windows NT - NetBIOS Extins Utilizator Interfață, NetBEUI. Acest protocol a fost creat pentru sistemele de operare LAN Manager și LAN Server înainte de introducerea Windows BEUI a fost implementat în primele versiuni de Windows NT și este încă disponibil în Windows 2000 (deși nu mai este acceptat pe sistemele Microsoft începând cu Windows XP).
Notă
Pe computerele care rulează Windows NT și Windows 2000, protocolul NetBEUI se găsește și sub numele NBF (NetBEUI frame). Dacă utilizați un analizor de protocol pentru a analiza traficul de rețea, cadrele NetBEUI vor fi marcate doar cu o astfel de abreviere.
PovesteNetBEUI
Protocolul NetBEUI a fost dezvoltat inițial de IBM în 1985 ca o modificare îmbunătățită Reţea De bază Intrare/ Ieșire Sistem, NetBIOS(sistem de bază de intrare/ieșire în rețea). NetBIOS nu este un protocol, ci o metodă pentru ca programele de aplicație să interacționeze cu dispozitivele din rețea, precum și un serviciu de recunoaștere a numelor utilizat în rețele. De exemplu, un nume de utilizator poate fi folosit pentru a-și identifica stația de lucru într-o rețea, HPLaser poate fi folosit pentru a accesa o imprimantă de rețea și un server poate fi numit AccountServer. Astfel de nume facilitează găsirea resurselor de rețea necesare. Ele sunt traduse (convertite) în adrese utilizate în comunicațiile de rețea folosind serviciile NetBIOS Name Query.
Zona de aplicareNetBEUI
Protocolul NetBEUI a fost dezvoltat într-o perioadă în care rețelele de calculatoare însemnau în primul rând rețele locale pentru un număr relativ mic de computere (de la câteva până la două sute). Procesul de proiectare nu a ținut cont de caracteristicile rețelelor corporative cu rutare de pachete. Din acest motiv, protocolul NetBEUI nu poate fi rutat și este cel mai bine utilizat în rețele locale mici care rulează sisteme de operare relativ vechi de la Microsoft și IBM:
· Microsoft Windows 3.1 sau 3.11;
· Microsoft Windows 95;
· Microsoft Windows 98;
· Microsoft LAN Manager;
· Microsoft LAN Manager pentru UNIX;
· Microsoft Windows NT 3.51 sau 4.0
· IBM LAN Server.
Când migrați rețeaua de la Windows NT Server la Windows 2000 sau Windows Server 2003, mai întâi configurați serverele și stațiile de lucru care utilizează NetBEUI pentru a utiliza TCP/IP. Deși sistemele Windows 2000 acceptă NetBEUI, Microsoft nu recomandă utilizarea acestui protocol pe sistemele de operare ulterioare. Cu toate acestea, dacă rețeaua este mică (mai puțin de 50 de clienți) și nu este necesar accesul la Internet, atunci protocolul NetBEUI poate fi mai eficient decât TCP/IP.
NetBEUIși model de referințăOSI
Protocolul NetBEUI corespunde mai multor straturi ale modelului OSI. Straturile fizice și de legătură de date sunt utilizate pentru a interacționa între interfețele de rețea. În cadrul stratului Link, substraturile LLC (Logical Link Control) și MAC (Media Access Control) sunt utilizate pentru a controla transmisia de codificare și adresare a cadrelor. Protocolul implementează și funcții legate de straturile Transport și Session (asigurarea fiabilității transmisiei, confirmarea primirii pachetelor, stabilirea și terminarea sesiunilor).
De ceNetBEUIfuncționează bine în rețeleMicrosoft
Există mai multe motive pentru a răspunde la întrebarea pusă în titlul secțiunii. În primul rând, NetBEUI este ușor de instalat, deoarece nu trebuie configurat ca și alte protocoale (de exemplu, TCP/IP necesită o adresă, iar IPX/SPX necesită un tip de cadru). În al doilea rând, protocolul vă permite să susțineți simultan un număr mare de sesiuni de schimb de informații în rețea (până la 254 în versiunile anterioare ale protocolului; în versiunile anterioare această limitare a fost eliminată). De exemplu, conform specificațiilor Microsoft, un server Windows NT poate suporta 1000 de sesiuni per adaptor de rețea (astfel de teste au fost efectuate pentru serverele Windows 2000). În al treilea rând, protocolul NetBEUI consumă puțină memorie RAM și are performanțe ridicate în rețelele mici. În al patrulea rând, implementează mecanisme fiabile pentru detectarea și eliminarea erorilor.
DefecteNetBEUI
Incapacitatea de a rutare este principalul dezavantaj al protocolului NetBEUI în rețelele medii și mari, inclusiv rețelele de întreprindere. Routerele nu pot redirecționa un pachet NetBEUI de la o rețea la alta deoarece cadrul NetBEUI nu conține informații care să indice anumite subrețele. Un alt dezavantaj al protocolului este că există puține analizoare de rețea disponibile pentru acesta (în afară de acele instrumente pe care Microsoft le-a lansat).
Notă
Practica 5-5 vă arată cum să instalați protocolul NetBEUI pe un computer cu Windows 2000.
ProtocolAppleTalk si sistemMac OS
Apple a dezvoltat o familie de protocoale AppleTalk pentru organizarea rețelelor bazate pe computere Macintosh care rulează sistemul de operare Mac OS. AppleTalk este un protocol de rețea peer-to-peer, ceea ce înseamnă că este conceput pentru a face schimb de date între stațiile de lucru Macintosh chiar și în absența unui server. Acest fapt este ilustrat în Fig. 5.5, care arată cum se utilizează un comutator pentru a comunica între computerele Macintosh. Sistemele de operare Novell NetWare, MS-DOS, Microsoft Windows pot funcționa cu protocolul AppleTalk 9 X/ PE MINE.și Windows NT/2000/XP. Prima versiune a protocolului a fost numită AppleTalk Phase I și a fost lansată în 1983. În 1989, versiunea încă folosită astăzi, AppleTalk Phase II, a fost dezvoltată pentru a permite unui număr mare de computere conectate în rețea să funcționeze și să interopereze cu rețele mari, eterogene, multi-protocol.
DIV_ADBLOCK27">
Numărul maxim de stații din rețeaua AppleTalk Phase I este de 254, iar pentru rețeaua AppleTalk Phase II acest parametru este de câteva milioane. Adresarea în rețelele de primul tip se realizează folosind identificarea nodului (ID), iar în rețelele de al doilea tip, atât identificatorul de nod, cât și identificatorul de rețea sunt utilizați la adresare. Diferența finală este că protocolul AppleTalk Phase I poate funcționa numai în rețele în care nu există alte protocoale. Protocolul AppleTalk Phase II operează pe rețele cu mai multe protocoale (de exemplu, IPX/SPX și TCP/IP).
Notă
Deși protocolul AppleTalk a fost conceput ca un protocol peer-to-peer, acesta poate fi utilizat pentru a face schimb de date între serverele Mac OS X și sistemele Windows configurate să funcționeze folosind acest protocol.
ServiciiAppleTalk
Protocolul AppleTalk include trei servicii de bază:
· acces de la distanță la fișierele din rețea folosind programe AppleShare File Server (în combinație cu AppleTalk Filing Protocol);
· Servicii de imprimare bazate pe software-ul AppleShare Print Server (care utilizează protocolul Name Binding Protocol și Printer Access Protocol);
· servicii de fișiere bazate pe programe AppleShare pentru PC pentru sistemele DOS și Windows.
AppleTalkși model de referințăOSI
În stiva AppleTalk, protocolul original de nivel inferior (conform modelului OSI) este LocalTalk Legătură Acces Protocol, LLAP, care operează la nivelurile fizice și de legătură de date și oferă o metodă de acces moștenită pentru transferul de date. Aceasta utilizează interfețe de rețea fizice concepute pentru protocolul LocalTalk, care pot funcționa în rețele mici, lente, cu un număr maxim de stații în rețea de 32 (pentru un segment de 300 de metri cu o topologie de magistrală). Viteza admisă este de 230,4 Kbps, ceea ce este extrem de scăzut pentru tehnologiile moderne de rețea.
Rețeaua LocalTalk folosește un proces numit contention pentru a atribui adrese. Când computerul Macintosh este pornit, acesta concurează cu alte computere pentru adresa sa, rezultând un identificator unic de gazdă (ID). Data viitoare când porniți alimentarea, computerul poate primi o adresă diferită.
Metode de accesAppleTalk
Rețelele moderne AppleTalk Phase II folosesc metode de acces Ethernet sau token ring și pot folosi interfețe potrivite pentru orice alte dispozitive Ethernet sau token ring. Pentru a simplifica comunicarea Ethernet, stiva AppleTalk include un protocol EtherTalk Legătură Acces Protocol, FLAP, care operează la niveluri fizice și de legătură de date. Cu ajutorul acestuia, metoda de acces CSMA/CD este implementată în rețele AppleTalk cu magistrală sau topologie mixtă (vezi capitolul 2). Rețelele Token Ring folosesc protocolul Jeton Vorbi Legătură Acces Protocol, TLAP, funcționează și la nivelurile Fizic și Link. Folosește token passing și o topologie inel/stea (la fel ca orice altă rețea token ring).
Adresarea rețeleiAppleTalk
Adresarea în rețelele AppleTalk folosind protocolul ELAP și TLAP se realizează folosind protocolul AppleTalk Abordare Rezoluţie Protocol, AARP, care vă permite să recunoașteți adresele fizice sau MAC ale adaptoarelor de rețea, astfel încât aceste adrese să poată fi inserate în cadre AppleTalk. (Dacă Macintosh-ul dvs. este configurat cu AppleTalk și IP, AARP este utilizat pentru a rezolva adresele fizice și IP.)
Protocoale incluse în stivăAppleTalk
Pe lângă LLAP, ELAP, TLAP și AARP, există și alte protocoale care fac parte din familia AppleTalk. Toate sunt enumerate în tabel. 5.3.
Tabelul 5.3. Protocoale incluse în stivăMăr
Abreviatura | Titlul complet | Descriere | NivelmodeleOSI |
Protocolul de rezoluție a adresei AppleTalk | Folosit pentru a recunoaște adresele fizice (MAC) în rețelele Ethernet și Token Ring. Dacă IP este utilizat în plus față de AppleTalk, AARP rezolvă numele de computer și de domeniu în adrese IP | Canal și rețea |
|
Protocolul de flux de date AppleTalk | Oferă transmisie garantată a fluxurilor de date la nodul receptor | Sesiune |
|
Protocolul de înregistrare AppleTalk | Permite stațiilor de lucru și serverelor să comunice între ele la nivelul aplicației | Executiv |
|
Protocolul de sesiune AppleTalk | Inițiază, întreține și închide conexiunile între stații. Determină ordinea în care fragmentele de date sunt transmise pentru livrare fiabilă către nodul receptor | Sesiune |
|
Protocolul de tranzacție AppleTalk | Oferă schimb de date fiabil între două noduri, pentru care fiecărei tranzacții i se atribuie un număr de conexiune | Transport |
|
Protocolul de livrare a datagramelor | Folosit pentru a livra și a direcționa date între două stații care comunică | ||
Protocolul de acces EtherTalk Link | Oferă comunicații Ethernet folosind metoda de acces CSMA/CD în magistrală sau topologii mixte | Fizic și Canal |
|
Protocol de acces LocalTalk Link | O metodă de acces moștenită care controlează comunicațiile la nivelurile fizice (prin interfețe și cabluri) și legături de date în anumite situații (de exemplu, când apare o dispută pentru un ID unic pentru a oferi adresare) | Fizic și Canal |
|
Protocol de legare a numelui | Gestionează numele computerelor și înregistrarea adreselor IP, permițând clienților să asocieze servicii și procese de rețea cu nume de computere specifice | Transport |
|
Protocol de acces la imprimantă | Deschide și închide sesiunile de comunicare și oferă transfer de date în rețea pentru serviciile de imprimare | Sesiune |
|
Protocolul de întreținere a tabelului de rutare | Folosit pentru a obține informații despre rutarea rețelei la actualizarea tabelelor de rutare | ||
Protocolul de acces TokenTalk Link | Oferă operarea rețelelor de token cu topologie inel/stea | Fizic și Canal |
|
Protocolul de informare a zonei | Menține un tabel de zone în care sunt împărțite rețelele AppleTalk și tabelele de rutare corespunzătoare | Sesiune |
CompatibilitateAppleTalkCu sistemeMac OS X,Windows 2000ȘiNetware
Platforma de server nativă pentru computerele Macintosh este Mac OS X Server, care se bazează pe sistemul de operare Mac OS X. Vă permite să partajați fișiere și imprimante, să gestionați utilizatorii și grupurile de rețea și să furnizați servicii web. Sistemele Mac OS X și Mac OS X Server acceptă atât AppleTalk, cât și TCP/IP.
Un server NetWare sau Windows 2000 poate fi utilizat ca server pentru computerele Macintosh dacă AppleTalk Phase II este disponibil. De exemplu, pentru ca un server Windows 2000 să fie instalat pe o rețea de computere Macintosh, trebuie să fie instalate următoarele componente pe acesta:
· AppleTalk Faza II;
· Servicii de fișiere pentru Macintosh;
· Servicii de imprimare pentru Macintosh.
Odată ce protocolul AppleTalk este instalat, Windows 2000 Server va putea comunica cu computerele Macintosh configurate să ruleze AppleTalk Phase II. File Services pentru Macintosh vă permite să alocați spațiu pe disc pe un server Windows 2000 pe care computerele Macintosh pot stoca fișiere folosind protocolul AppleTalk. Print Services for Macintosh permite computerelor Macintosh să acceseze imprimantele de rețea acceptate de un server Windows 2000.
Practica 5-6 vă va arăta cum să instalați protocolul AppleTalk Phase II, File Services pentru Macintosh și Print Services pentru Macintosh pe un sistem Windows 2000 Server.
Notă
Sistemele de operare Mac OS X și Mac OS X Server se bazează pe nucleul UNIX și chiar au un mod de fereastră terminal în care puteți rula numeroase comenzi UNIX.
Protocolul TCP/IPși diverse sisteme de server
Transmitere Control Protocol/ Internet Protocol, TCP/ IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) este cea mai comună stivă de protocoale utilizată în prezent și este, de asemenea, Internet Protocol. Această secțiune oferă doar o scurtă prezentare generală a TCP/IP în contextul unei înțelegeri generale a celor mai importante protocoale. Stiva TCP/IP este discutată mai detaliat în Capitolul 6.
Majoritatea sistemelor de operare pentru servere de rețea și stații de lucru acceptă TCP/IP, inclusiv serverele NetWare, toate sistemele Windows, UNIX, versiunile recente de Mac OS, sistemele IBM OpenMVS și z/OS și OpenVMS DEC. În plus, producătorii de echipamente de rețea își creează propriul software de sistem TCP/IP, inclusiv instrumente pentru îmbunătățirea performanței dispozitivului. Stiva TCP/IP a fost utilizată inițial pe sisteme UNIX și apoi s-a răspândit rapid la multe alte tipuri de rețele.
Avantajele TCP/IP
Printre numeroasele beneficii ale stivei TCP/IP se numără următoarele:
· este folosit în multe rețele și pe Internet, ceea ce îl face limba internațională a comunicațiilor în rețea;
· există multe dispozitive de rețea proiectate să funcționeze cu acest protocol;
· multe sisteme de operare pentru computere moderne folosesc TCP/IP ca protocol principal;
· Pentru acest protocol există multe instrumente de diagnosticare și analizoare;
· Mulți specialiști în rețea sunt familiarizați cu protocolul și știu cum să-l folosească.
Protocoale și aplicații,incluse în stiva TCP/IP
În tabel 5.4 listează protocoalele și aplicațiile incluse în stiva TCP/IP. Unele dintre ele au fost deja discutate mai devreme. O descriere mai detaliată este disponibilă în capitolul b,și, de asemenea, în capitolele următoare.
Tabelul 5.4. Protocoale și aplicații incluse în stiva de protocoale TCP/IP
Abreviere | Titlul complet | Descriere | Nivelul modeluluiOSI |
Protocolul de rezoluție a adresei | Oferă rezoluția adreselor IP la adresele MAC | Canal și rețea |
|
Sistem de nume de domeniu (aplicație) | Menține tabele care asociază adresele IP ale computerelor cu numele acestora | Transport |
|
Protocolul de transfer de fișiere | Folosit pentru a trimite și primi fișiere | Sesiune, Executiv și Aplicație |
|
Protocolul de transfer hipertext | Folosit pentru a transmite date pe World Wide Web | Executiv |
|
Internet Control Message Protocol | Folosit pentru a genera rapoarte de eroare de rețea, în special atunci când se transmit date prin routere | ||
Protocol Internet | Controlează adresa logică | ||
Sistem de fișiere în rețea (aplicație) | Folosit pentru a transfera fișiere într-o rețea (proiectat pentru computere UNIX) | Sesiune, Executiv și Aplicație |
|
Deschideți mai întâi calea cea mai scurtă (protocol) | Folosit de routere pentru a face schimb de informații (date de rutare) | ||
Protocol punct la punct | Folosit ca protocol de acces la distanță în combinație cu tehnologiile de rețea extinsă | ||
Protocolul de informații de rutare | Folosit la colectarea datelor de rutare pentru a actualiza tabelele de rutare | ||
Apel de procedură de la distanță (aplicație) | Permite unui computer la distanță să execute proceduri pe un alt computer (cum ar fi un server) | Sesiune |
|
Protocol de internet pentru linie serială | Folosit ca protocol de acces la distanță în combinație cu tehnologiile de rețea extinsă | ||
Protocol simplu de transfer de e-mail | Folosit pentru a transmite e-mail | Executiv |
|
Protocol de control al transmisiei | Protocol orientat spre conexiune care îmbunătățește fiabilitatea transmisiei datelor | Transport |
|
Rețeaua de telecomunicații (aplicație) | Permite unei stații de lucru să emuleze un terminal și să se conecteze la mainframe, servere de Internet și routere | Sesiune, Executiv și Aplicație |
|
Protocol de date utilizator | Protocol fără conexiune; utilizat ca alternativă la TCP în cazurile în care nu este necesară o fiabilitate ridicată | Transport |
Protocolul SNA și sistemele de operare IBM
Mainfra-urile IBM vechi utilizează de obicei protocoale de stivă Sisteme Reţea Arhitectură, SNA, care a fost dezvoltat inițial în 1974. De fapt, SNA este un set de protocoale proprietare care utilizează un token ring ca metodă de acces. Multe detalii ale rețelelor de token create de IBM au fost ulterior incluse în standardul IEEE 802.5. Cu toate acestea, într-o rețea SNA, secțiunea de cablu este construită în mod necesar pe baza perechii răsucite ecranate (STP), iar cablurile au marcaje (și cablaje) strict orientate (de exemplu, un capăt al cablului trebuie să meargă la cadru principal, iar celălalt la dispozitivele conectate la mainframe, cum ar fi controlerele unităților de disc sau canalele de comunicație). Aceasta înseamnă că rețeaua SNA utilizează, de asemenea, conectori de cablu privat (proprietari) și interfețe de rețea,
Stiva de protocolSNAși model de referințăOSI
Stiva de protocol SNA se bazează pe un model cu șapte straturi (Tabelul 5.5), care amintește de modelul de referință OSI.
Tabelul 5.5. Model cu șapte niveluriSNA
NivelSNA | Echivalent nivelOSI | Scop |
Servicii de tranzacție | Aplicat | Cel mai înalt nivel, gestionează serviciile de care depind programele de aplicație (de exemplu, baze de date distribuite și aplicații care rulează simultan pe mai multe mainframe) |
Servicii de prezentare | Reprezentant | Controlează formatarea și conversia datelor (de exemplu, conversia de la ASCII la EBCDIC și invers) și, de asemenea, efectuează comprimarea datelor (deși, spre deosebire de Stratul executiv OSI, acest strat nu oferă criptarea datelor) |
Controlul fluxului de date | Sesiune | Stabilește și menține canale de comunicație între noduri, gestionează fluxurile de date și asigură recuperarea din erorile de comunicare |
Controlul transmisiei | Transport | Asigură fiabilitatea transmisiei datelor de la nodul sursă la nodul receptor și gestionează, de asemenea, criptarea datelor |
Controlul căii | Controlează rutarea și crearea canalelor virtuale, fragmentează mesajele în blocuri mai mici atunci când se transmit date prin rețele eterogene (această sarcină este realizată de Stratul de transport OSI) |
|
Controlul legăturii de date | Canalul canalului | Formatează datele în cadre, oferă acces marker la rețea pentru schimburi de date la un singur nivel între computere |
Managementul dispozitivelor fizice (Control fizic) | Fizic | Oferă generarea și codificarea semnalelor electrice, operarea interfețelor fizice, topologia rețelei și mediile de comunicare (de exemplu, cablu) |
Avantajele și dezavantajele SNA
Ca orice stivă de protocoale, SNA are atât avantaje, cât și dezavantaje. Remarcând avantajele, trebuie spus că arhitectura SNA există de mai bine de un sfert de secol și oferă un mijloc fiabil și dovedit de schimb de date cu sistemele IBM. Un dezavantaj semnificativ este că SNA este o stivă de protocoale proprietară care necesită dispozitive speciale și instruire suplimentară în procedurile de configurare, gestionare și depanare. Din aceste motive, rețelele SNA cu mainframe IBM funcționează de obicei foarte bine, dar necesită o investiție mare în pregătirea personalului și suport pentru rețea.
Elementele fizice ale unei rețele SNA
Într-o rețea SNA tradițională cu calculatoare IBM, terminalele sunt tratate ca module fizice de tip 2. Un modul fizic este un dispozitiv care se poate conecta la sau controla accesul la mainframe.
624 " style="width:467.8pt;border-collapse:collapse;border:none">
abrevie- tur sauNume
Titlul complet
Descriere
NivelmodeleSNA
Rețea avansată peer-to-peer (protocol îmbunătățit de rețea peer-to-peer)
Oferă interacțiuni peer-to-peer între dispozitive, cum ar fi mainframe, minicalculatoare, gateway-uri și controlere de cluster
Controlul transmisiei
Sistemul de control al informațiilor despre clienți (sistem de management al informațiilor despre abonat)
Managementul fluxului de date și servicii reprezentative
Gestionarea datelor distribuite
Programe care oferă acces de la distanță la informațiile stocate pe mainframe IBM (de exemplu, printr-o conexiune la distanță de la un alt mainframe situat la o locație la distanță)
Servicii de tranzacție
Sistem de management al informațiilor (sistem de management al informațiilor)
Un mediu software care oferă programatorilor instrumente de bază pentru interacțiunea cu arhitectura SNA (inclusiv acces securizat, gestionarea fișierelor și stocării). O alternativă la IMS este CICS
Servicii reprezentative pentru managementul fluxului de date
Programul de control al rețelei
Oferă adresare fizică a dispozitivului și adresare logică suplimentară, precum și rutare. Folosit pentru și gestionarea comunicațiilor SNA gateway (trebuie instalat pe orice gateway SNA pentru ca stațiile de lucru să acceseze mainframe-ul prin gateway; consultați Capitolul 1și 4, unde gateway-urile sunt discutate mai detaliat)
Controlul canalului și controlul rutei
Control sincron al legăturii de date
Creează conexiuni logice (canale virtuale) într-un cablu de rețea și coordonează transferul de date prin aceste conexiuni, oferă comunicații half-duplex și full-duplex pe canale
Managementul dispozitivelor fizice și managementul canalului
Servicii distribuite SNA
Instrumente software care controlează transferul documentelor. Folosit de sistemele de e-mail pentru a transmite mesaje la adresele specificate
Servicii de tranzacție
Punct de control al serviciilor de sistem
Software care controlează VTAM
Comenzi de transmisie
Metoda de acces utilizată de rețelele SNA
Managementul dispozitivelor fizice Managementul canalului
Metoda de acces la telecomunicații virtuale (metoda de acces la telecomunicații virtuale)
Controlează transmiterea datelor într-o rețea SNA (de exemplu, folosind tehnici de control al fluxului). Oferă schimb de date digitale
Controlul transmisiei
Protocol DLC pentru accesarea sistemelor de operare IBM
Dacă utilizați computere Windows pentru a accesa mainframe-ul care rulează SNA 9 X, Windows NT și Windows 2000, atunci o alternativă la gateway-ul SNA este instalarea protocolului Date Legătură Control, DLC. Acest protocol emulează SNA și poate fi folosit și pentru a se conecta la unele imprimante de rețea vechi care pot funcționa numai cu el (de exemplu, imprimante Hewlett-Packard mai vechi).
Sfat
Protocolul DLC nu este acceptat pe Windows XP. Dacă vă gândiți să faceți upgrade la acest sistem, vă rugăm să rețineți că nu veți putea utiliza DLC pentru a accesa mainframe-urile IBM și este posibil să aveți nevoie de un gateway SNA.
Practic, protocolul DLC este o alternativă la TCP/IP în cazurile în care unele gazde utilizează comunicații SNA. Dezavantajul acestui protocol este că nu este rutabil. În plus, nu este cu adevărat proiectat pentru comunicații peer-to-peer între stațiile de lucru, ci servește doar pentru conectarea la mainframe-uri IBM mai vechi (de exemplu ES9000) sau minicalculatoare IBM (de exemplu AS/400). Practica 5-7 arată cum se instalează DLC pe Windows 2000.
ProtocolADNpentru sistemele de operarecalculatoareDigital (Compaq)
Arhitectură creată în 1974 Digital Reţea Arhitectură (ADN) are aceeași vârstă cu SNA. ADN-ul a fost folosit în primele rețele ale Digital Equipment Corporation (DEC) și a fost altfel numit DECnet. Apoi, această stivă de protocoale a fost folosită mult mai rar.
Arhitectura DNA prevede utilizarea cadrelor Ethernet II (sau DIX - o abreviere pentru numele companiilor de dezvoltare Digital, Intel și Xerox) într-o topologie de magistrală. Unul dintre punctele forte ale ADN-ului este că, de la bun început, arhitectura a urmat îndeaproape modelul de referință OSI. Dezavantajul DNA este că această arhitectură este privată. În plus, după ce Compaq a achiziționat DEC, computerele originale DEC și rețelele ADN au devenit mai puțin populare. Chiar și computerele odată renumite bazate pe DEC Alpha sunt din ce în ce mai mult înlocuite de stații de lucru și servere marca Compaq care utilizează procesoare Intel Itanium.
Pe măsură ce ADN-ul devine mai puțin comun în rețele, probabilitatea de a întâlni această arhitectură în practică scade. Cu toate acestea, pentru o prezentare generală în tabel. Secțiunea 5.7 enumeră unele dintre protocoalele și aplicațiile care alcătuiesc stiva de ADN.
Tabelul 5.7. Protocoale și aplicații incluse în stiva de protocoale
Abreviere | Titlul complet | Descriere | Nivelul modeluluiOSI |
Serviciu de rețea în mod fără conexiune | Oferă servicii fără conexiune (vezi capitolul 2), precum și rutarea | ||
Serviciu de rețea orientat spre conexiune | Oferă servicii orientate spre conexiune pentru rutarea și controlul erorilor de rutare | ||
Protocolul mesajelor de comunicații digitale de date | Se asigură că serviciile funcționează cu stabilirea conexiunii și controlul erorilor. La nivelul semnalelor electrice, permite comunicarea half-duplex și full-duplex | Canal fizic (substratul LLC) |
|
Transfer, acces și gestionare fișiere (transfer, acces și gestionare fișiere) | Vă permite să transferați fișiere cu conținut text și binar | Aplicat |
|
Control de legături de date la nivel înalt | Creează conexiuni logice (canale virtuale) într-un cablu de rețea și coordonează transferul de date între ele. Controlează formatarea cadrelor | Fizic și Canal |
|
Respectă standardul X.400 pentru serviciile poștale | Aplicat |
||
Serviciul de denumire | Oferă dispozitivelor de rețea servicii de denumire care traduc adresa unui dispozitiv în numele acestuia și invers (făcând mai ușor pentru utilizatori să lucreze cu dispozitivele) | Aplicat |
|
Network Virtual Terminal (serviciu de terminal virtual de rețea) | Traduce caractere între terminale de serviciu, rețele ADN și computere gazdă | Executiv și Aplicație |
Îmbunătățirea performanței rețelelor locale
Cel mai simplu mod de a îmbunătăți performanța rețelei este reducerea numărului de protocoale trimise prin fiecare router. Acest lucru reduce sarcina de lucru pe routere, permițându-le să proceseze traficul de rețea mai rapid. Cu mai puține protocoale, există și mai puțin trafic inutil generat în rețea.
Probleme de discutat
Când alegeți protocoalele de utilizat în rețeaua dvs., luați în considerare următoarele întrebări.
· Ar trebui direcţionate pachetele?
· Ce dimensiune are rețeaua – mică (mai puțin de 100 de noduri), medie (100 – 500 de noduri) sau mare (peste 500 de noduri)?
· Ce servere sunt folosite și ce protocoale necesită?
· Există mainframe și ce protocoale necesită?
· Există acces direct la Internet sau conexiune la aplicații intranet folosind tehnologii web (rețea privată virtuală)?
· Ce viteză este necesară pentru conexiunile la rețeaua globală?
· Există aplicații responsabile?
Dacă cadrele trebuie direcționate (de exemplu, într-o rețea corporativă), atunci cel mai bun protocol de utilizat este TCP/IP, deoarece este orientat către rutare și este comun în multe rețele. Pentru rețelele mici și mijlocii nerutabile (mai puțin de 200 de noduri) bazate pe servere Windows NT și în absența unei conexiuni la Internet, protocolul NetBEUI rămâne cea mai bună alegere, oferind comunicații rapide și fiabile. Pe rețelele NetWare (cu servere mai vechi de 5.0), puteți utiliza IPX/SPX, deși într-o rețea mixtă cu servere NetWare mai vechi și servere Windows 2000 mai noi, este posibil să aveți nevoie de protocoale IPX/SPX și TCP/IP. Protocolul NWLink este o modalitate bună de a conecta sistemele Windows 9x/NT/2000 la servere NetWare mai vechi.
Problema canalului de comunicare
Pentru a avea o conexiune la Internet sau la servicii web necesită implementarea TCP/IP, iar serviciile FTP pot fi folosite pentru a transfera fișiere. TCP/IP este, de asemenea, cel mai bine utilizat pentru comunicațiile cu mainframe temporare și computere UNIX, deoarece conectarea la un mainframe sau la o aplicație care rulează pe un computer UNIX poate necesita emularea terminalului Telnet. De asemenea, puteți utiliza protocolul DLC pentru a vă conecta la mainframe și minicalculatoare IBM (dacă rulează într-un mediu SNA). În cele din urmă, protocolul ADN poate fi încă necesar într-o rețea cu computere DEC mai vechi (de exemplu, DEC VAX).
Notă
TCP/IP este cel mai bun protocol pentru rețelele medii și mari. Este rutabil, robust pentru aplicații critice și are un mecanism robust de control al erorilor. În astfel de rețele, este important să existe instrumente de monitorizare a rețelei și de analiză a defecțiunilor. După cum se precizează în capitol 6, stiva TCP/IP are protocoalele necesare pentru a rezolva astfel de probleme.
În multe cazuri, diferite aplicații de rețea necesită protocoale LAN diferite. Uneori, în rețelele moderne, protocoalele TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX, SM și chiar ADN sunt folosite în orice combinație. După cum știți deja, protocoalele implementate sunt legate de tipul de sisteme de operare utilizate. Alegerea lor este influențată și de disponibilitatea conexiunilor la rețele globale (de exemplu, pentru a accesa Internetul aveți nevoie de protocolul TCP/IP, care poate fi necesar și pentru a conecta rețelele locale între ele printr-o rețea globală). Dacă, de exemplu, TCP/IP este utilizat de serverele dintr-o rețea LAN, iar stațiile de lucru din altă rețea trebuie să acceseze acele servere, atunci atât rețelele LAN, cât și WAN-ul care se conectează trebuie să accepte transmisia protocolului TCP/IP.
Eliminarea protocoalelor inutile
Uneori, stațiile de lucru dintr-o rețea rămân configurate pentru a utiliza mai multe protocoale chiar și după ce toate gazdele și serverele au fost convertite la TCP/IP. În acest caz, puteți îmbunătăți cu ușurință performanța rețelei prin eliminarea protocoalelor inutile de pe stațiile de lucru. Practica 5-8 vă învață cum să eliminați DLC din Windows 2000, iar Practica 5-9 vă învață cum să eliminați Client Service pentru NetWare (și NWLink IPX/SPX) din Windows 2000 și Windows XP Professional.
rezumat
· În mare măsură, arhitectura rețelelor este determinată de protocoale. Multe rețele folosesc mai multe protocoale pentru a accesa diferitele sisteme de operare ale serverelor de rețea și computerelor gazdă.
· În general, protocoalele LAN utilizate sunt determinate de tipul de sistem de operare al serverului de rețea utilizat într-o anumită rețea. Unul dintre cele mai vechi sisteme de rețea este NetWare, care funcționează cu stiva de protocoale IPX/SPX și oferă transfer de date între versiuni mai vechi de servere NetWare și stații de lucru (precum și alte servere) conectate la servere. Protocolul IPX/SPX este implementat în mii de rețele locale, deoarece NetWare este unul dintre sistemele de operare comune ale rețelei. Cu toate acestea, în zilele noastre, datorită faptului că multe rețele sunt conectate la Internet, noile versiuni de NetWare (5.0 și mai recente) se concentrează pe lucrul cu stiva de protocoale TCP/IP mai universală.
· Protocolul nativ pentru sistemele Windows NT Server este NetBEUI, a cărui apariție este asociată cu dezvoltarea sistemului de operare de rețea LAN Manager, pe care Microsoft l-a început împreună cu IBM. Rețelele medii și mari cu servere Windows NT folosesc adesea stiva TCP/IP. Odată cu apariția Windows 2000 și Windows Server 2003, TCP/IP a înlocuit NetBEUI datorită cerințelor serviciului Active Directory și a necesității de acces la Internet.
· AppleTalk este un protocol utilizat de computerele Macintosh care rulează sistemele de operare Mac OS și Mac OS Server. Windows NT, Windows 2000, Windows Server 2003 și Novell NetWare acceptă și AppleTalk.
· Unele sisteme de operare pentru servere de rețea (în special, UNIX) au fost proiectate inițial să funcționeze cu stiva TCP/IP (precum și cu Internetul). Alte sisteme de operare de rețea (cum ar fi NetWare, Windows NT și Mac OS Server) au implementat stiva TCP/IP după ce acele sisteme au fost create.
· Primele sisteme IBM foloseau stiva de protocoale SNA, care permitea schimbul de date între mainframe (minicalculatoare) și terminale, controlere și imprimante, precum și între diferite computere. Sistemele de operare Windows au capacitatea de a instala protocolul DLC pentru a emula comunicațiile SNA.
· Stiva de protocoale ADN a fost concepută pentru a fi utilizată în rețelele bazate pe computere DEC, dar este rar utilizată astăzi, deoarece numărul de astfel de computere în rețele a scăzut semnificativ.
· O modalitate simplă și eficientă de a îmbunătăți performanța unei rețele locale este analiza periodică a protocoalelor utilizate și eliminarea acelor protocoale care nu mai sunt utilizate. Pentru acces la computere și imprimante.
· Până la începutul anilor 1990, tehnologiile de rețea s-au concentrat în primul rând pe protocoalele de rețea locală. În prezent, arhitectura acestor protocoale și-a găsit concluzia logică în stiva TCP/IP, iar protocoalele private (cum ar fi IPX/SPX și NetBEUI) sunt utilizate mai rar.
3.1.1. Caracteristicile generale ale protocoalelor de rețea locală
Atunci când se organizează interacțiunea nodurilor în rețelele locale, rolul principal este acordat protocolului stratului de legătură. Cu toate acestea, pentru ca stratul de legătură să facă față acestei sarcini, structura rețelelor locale trebuie să fie destul de specifică, de exemplu, cel mai popular protocol de nivel de legătură - Ethernet - este proiectat pentru conectarea în paralel a tuturor nodurilor de rețea la o magistrală comună pentru ele - o bucată de cablu coaxial sau structură arborescentă ierarhică a segmentelor formate din repetoare. Protocolul Token Ring este, de asemenea, conceput pentru o configurație foarte specifică - conectarea computerelor sub forma unui inel logic.
Această abordare, care constă în folosirea unor structuri simple de conexiuni prin cablu între calculatoare dintr-o rețea locală, corespundea obiectivului principal pe care dezvoltatorii primelor rețele locale și-au propus în a doua jumătate a anilor '70. Acest obiectiv a fost de a găsi o soluție simplă și ieftină pentru conectarea mai multor zeci de computere situate în aceeași clădire într-o rețea de calculatoare. Soluția trebuia să fie ieftină, deoarece computerele ieftine erau conectate în rețea - mini-calculatoare care au apărut și s-au răspândit rapid în acel moment costând 10.000-20.000 USD. Numărul acestora într-o singură organizație era mic, așa că o limită de câteva zeci (maximum - până la o sută) de computere părea destul de suficientă pentru creșterea aproape oricărei rețele locale.
Pentru a simplifica și, în consecință, a reduce costul soluțiilor hardware și software, dezvoltatorii primelor rețele locale au optat pentru utilizarea în comun
182 Capitolul 3 Tehnologii de bază ale rețelelor locale
utilizarea cablurilor de către toate computerele din rețea în modul de partajare a timpului, adică modul TDM. Modul de partajare prin cablu se manifestă cel mai clar în rețelele Ethernet clasice, unde cablul coaxial reprezintă fizic o bucată indivizibilă de cablu comună tuturor nodurilor de rețea. Dar chiar și în rețelele Token Ring și FDDI, unde fiecare pereche de computere vecine este conectată, s-ar părea că, prin propriile secțiuni individuale de cablu la un hub, aceste secțiuni nu pot fi utilizate de computerele care sunt conectate direct la ele în niciun moment. la timp. Aceste segmente formează un inel logic, accesul la care ca un întreg poate fi obținut doar printr-un algoritm foarte specific la care participă toate computerele din rețea. Utilizarea inelului ca resursă comună partajată simplifică algoritmii de transmitere a cadrelor peste acesta, deoarece în orice moment inelul este ocupat de un singur computer.
Utilizarea media partajată simplifică logica rețelei. De exemplu, nu este nevoie să controlați depășirea nodurilor de rețea cu cadre de la mai multe stații care au decis să schimbe simultan informații. În rețelele globale, unde secțiunile de cabluri care conectează nodurile individuale nu sunt considerate o resursă comună, apare o astfel de nevoie și, pentru a rezolva această problemă, în protocoalele de schimb de informații sunt introduse proceduri foarte complexe de control al fluxului de cadre, prevenind depășirea comunicațiilor. canale și noduri de rețea.
Utilizarea unor configurații foarte simple (bus comun și inel) în rețelele locale, alături de cele pozitive, a avut și consecințe negative, dintre care cele mai neplăcute au fost limitările de performanță și fiabilitate. Prezența unei singure căi de transmisie a informațiilor partajată de toate nodurile rețelei, în principiu, a limitat capacitatea rețelei prin debitul acestei căi (care a fost împărțită în medie la numărul de computere din rețea) și fiabilitatea rețelei - prin fiabilitatea acestei căi. Prin urmare, pe măsură ce popularitatea rețelelor locale a crescut și domeniul lor de aplicare s-a extins, dispozitivele speciale de comunicație - poduri și routere - au început să fie folosite din ce în ce mai mult, ceea ce a eliminat semnificativ limitările unui singur mediu de transmisie de date partajat. Configurațiile de bază sub formă de magistrală și inel comune au evoluat în structuri de rețea locală elementară care pot fi acum conectate între ele în moduri mai complexe, formând căi primare sau de rezervă paralele între noduri.
Cu toate acestea, în cadrul structurilor de bază, funcționează în continuare aceleași protocoale media unice care au fost dezvoltate cu mai bine de 15 ani în urmă. Acest lucru se datorează faptului că caracteristicile bune de viteză și fiabilitate ale cablurilor de rețea locală au satisfăcut în toți acești ani utilizatorii de rețele de calculatoare mici, care ar putea construi o rețea ieftin folosind doar adaptoare de rețea și cabluri. În plus, baza colosală de instalare a echipamentelor și software-ului pentru tehnologiile Ethernet și Token Ring a contribuit la dezvoltarea următoarei abordări: în segmente mici, protocoalele vechi sunt utilizate în forma lor nemodificată și integrarea unor astfel de segmente într-o rețea comună. apare folosind un echipament suplimentar și destul de complex.
În ultimii câțiva ani, a existat o mișcare către abandonarea mediilor de transmisie a datelor partajate în rețelele locale și trecerea la utilizarea comutatoarelor active.
3.1. Protocoale și standarde ale rețelelor locale 183
tori la care nodurile terminale sunt conectate prin linii de comunicație individuale. În forma sa pură, această abordare este oferită în tehnologia ATM (Asynchronous Transfer Mode) și în tehnologiile care poartă denumiri tradiționale cu prefix comutat (comutat): Ethernet comutat, Token Ring comutat, FDDI comutat, se utilizează de obicei o abordare mixtă, combinând date medii de transmisie partajate și individuale. Cel mai adesea, nodurile terminale sunt conectate în segmente mici, separabile folosind repetoare, iar segmentele sunt conectate între ele folosind legături comutate individuale.
Există, de asemenea, o tendință destul de vizibilă către utilizarea așa-numitei microsegmentări în tehnologiile tradiționale, când chiar și nodurile terminale sunt conectate imediat la comutator prin canale individuale. Astfel de rețele sunt mai scumpe decât rețelele partajate sau mixte, dar performanța lor este mai mare.
Când se utilizează comutatoare, tehnologiile tradiționale au un nou mod de funcționare - full-duplex.Într-un segment comun, stațiile funcționează întotdeauna în modul semi-duplex, deoarece în fiecare moment adaptorul de rețea al stației fie își transmite propriile date, fie le primește pe ale altcuiva, dar nu o face niciodată în același timp. Acest lucru este valabil pentru toate tehnologiile LAN, deoarece mediile partajate sunt suportate nu numai de tehnologiile LAN clasice Ethernet, Token Ring, FDDI, ci și de toate cele noi - Fast Ethernet, lOOVG-AnyLAN, Gigabit Ethernet.
În modul full duplex, adaptorul de rețea își poate transmite simultan datele în rețea și poate primi datele altor persoane din rețea. Acest mod este ușor de realizat cu o conexiune directă la o punte/comutator sau router, deoarece intrarea și ieșirea fiecărui port al unui astfel de dispozitiv funcționează independent unul de celălalt, fiecare având propriul buffer de cadru.
Astăzi, fiecare tehnologie LAN este proiectată să funcționeze atât în mod semi-duplex, cât și în mod full-duplex. În aceste moduri, restricțiile impuse lungimii totale a rețelei sunt semnificativ diferite, astfel încât aceeași tehnologie poate permite construirea de rețele foarte diferite în funcție de modul de funcționare selectat (care depinde dacă se folosesc repetoare sau comutatoare pentru conectarea nodurilor). ) . De exemplu, tehnologia Fast Ethernet permite modul half-duplex pentru a construi rețele cu un diametru de cel mult 200 de metri, iar pentru modul full-duplex nu există restricții privind diametrul rețelei. Prin urmare, atunci când se compară diferite tehnologii, este necesar să se țină cont de posibilitatea de funcționare a acestora în două moduri. Acest capitol se concentrează pe modul de funcționare semi-duplex al protocoalelor, iar modul full-duplex este discutat în capitolul următor, împreună cu studiul comutatoarelor.
În ciuda apariției noilor tehnologii, protocoalele clasice de rețea locală Ethernet și Token Ring, conform experților, vor fi utilizate pe scară largă pentru cel puțin încă 5-10 ani și, prin urmare, cunoașterea detaliilor acestora este necesară pentru utilizarea cu succes a echipamentelor de comunicații moderne. . În plus, unele tehnologii moderne de înaltă performanță, cum ar fi Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, mențin în mare măsură continuitatea cu predecesorii lor. Acest lucru confirmă încă o dată importanța studierii protocoalelor clasice de rețea locală, desigur, împreună cu studierea noilor tehnologii.
184 Capitolul 3 Tehnologii de bază ale rețelelor locale
3.1.2. Structura standardelor IEEE 802.x
În 1980, Institutul IEEE a organizat Comitetul 802 privind standardizarea rețelelor locale, în urma căruia a fost adoptată familia de standarde IEEE 802.x, care conține recomandări pentru proiectarea straturilor inferioare ale rețelelor locale. Ulterior, rezultatele lucrărilor acestui comitet au stat la baza unui set de standarde internaționale ISO 8802-1.„5. Aceste standarde au fost create pe baza standardelor de rețea Ethernet foarte comune, ArcNet și Token Ring.
Pe lângă IEEE, și alte organizații au luat parte la munca de standardizare a protocoalelor de rețea locală. Astfel, pentru rețelele care funcționează pe fibră optică, institutul american de standardizare ANSI a dezvoltat standardul FDDI, oferind o rată de transfer de date de 100 Mb/s. Lucrările privind standardizarea protocoalelor sunt efectuate și de asociația ECMA, care a adoptat standardele ECMA-80, 81, 82 pentru o rețea Ethernet locală și, ulterior, standardele ECMA-89, 90 pentru metoda de trecere a simbolurilor.
Standardele familiei IEEE 802.x acoperă doar cele două straturi inferioare ale modelului OSI cu șapte straturi - legătura fizică și de date. Acest lucru se datorează faptului că aceste niveluri reflectă cel mai mult specificul rețelelor locale. Nivelurile superioare, începând cu nivelul de rețea, au în mare măsură caracteristici comune atât pentru rețelele locale, cât și pentru cele globale.
Specificul rețelelor locale se reflectă și în împărțirea stratului de legătură de date în două subnivele, care sunt adesea numite și niveluri. Stratul de legătură de date este împărțit în două subniveluri în rețelele locale:
Transfer logic de date (Logical Link Control, LLC);
Control acces media (MAC).
nivelul MAC a apărut ca urmare a existenței unui mediu de transmisie de date partajat în rețelele locale. Acest nivel este cel care asigură partajarea corectă a mediului comun, punându-l la dispoziția uneia sau alteia stații de rețea în conformitate cu un anumit algoritm. După obținerea accesului la mediu, acesta poate fi utilizat de un nivel superior - nivelul SRL, care organizează transferul de unități logice de date, cadre de informații, cu diferite niveluri de calitate a serviciilor de transport. În rețelele locale moderne s-au răspândit mai multe protocoale la nivel MAC, implementând diverși algoritmi pentru accesarea mediului partajat. Aceste protocoale definesc complet specificul unor tehnologii precum Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, lOOVG-AnyLAN.
Nivelul SRL este responsabil pentru transmiterea cadrelor de date între noduri cu diferite grade de fiabilitate și, de asemenea, implementează funcțiile interfeței cu stratul de rețea adiacent. Prin nivelul LLC protocolul de rețea solicită de la nivelul de legătură de date operațiunea de transport de care are nevoie cu calitatea cerută. La nivelul SRL, există mai multe moduri de operare care diferă prin prezența sau absența procedurilor de refacere a cadrelor la acest nivel în cazul pierderii sau deformarii acestora, adică diferă în calitatea serviciilor de transport la acest nivel.
Protocoalele de nivel MAC și LLC sunt reciproc independente - fiecare protocol de nivel MAC poate fi utilizat cu orice protocol de nivel LLC și invers.
Această structură este rezultatul multor lucrări desfășurate de comitetul 802 pentru a identifica abordări comune și funcții comune în diferite tehnologii proprietare, precum și pentru a armoniza stilurile descrierii acestora. Ca urmare, stratul de legătură de date a fost împărțit în cele două substraturi menționate. Descrierea fiecărei tehnologii este împărțită în două părți: o descriere a stratului MAC și o descriere a stratului fizic. După cum se poate observa din figură, pentru aproape fiecare tehnologie, un singur protocol de nivel MAC corespunde mai multor variante de protocoale de nivel fizic (pentru a economisi spațiu, în figură, pentru a economisi spațiu, sunt doar tehnologiile Ethernet și Token Ring). afișat, dar tot ceea ce s-a spus este valabil și pentru alte tehnologii, cum ar fi ArcNet, FDDI, lOOVG-AnyLAN).
Deasupra stratului de legătură de date al tuturor tehnologiilor se află protocolul LLC comun acestora, care acceptă mai multe moduri de operare, dar este independent de alegerea unei anumite tehnologii. Standardul LLC este supravegheat de subcomitetul 802.2. Chiar și tehnologiile care nu sunt standardizate 802 se bazează pe protocolul LLC definit de standardul 802.2, cum ar fi protocolul FDDI standardizat ANSI.
Standardele dezvoltate de subcomitetul 802.1 se deosebesc. Aceste standarde sunt comune tuturor tehnologiilor. Subcomitetul 802.1 a dezvoltat definiții generale ale rețelelor locale și proprietățile acestora și a definit conexiunea dintre cele trei straturi ale modelului IEEE 802 și modelul OSI. Dar cel mai important practic
186 Capitolul 3 Tehnologii de bază ale rețelelor locale
Acestea sunt standarde 802.1, care descriu modul în care diferitele tehnologii interacționează între ele, precum și standarde pentru construirea de rețele mai complexe bazate pe topologii de bază. Acest grup de standarde este denumit în mod colectiv standarde de interconectare. Aceasta include standarde atât de importante precum standardul 802.ID, care descrie logica podului/comutatorului, standardul 802.1H, care definește funcționarea podului de difuzare, care poate combina rețele Ethernet și FDDI, Ethernet și Token Ring etc. . fără router Astăzi, un set de standarde dezvoltate de subcomitetul 802.1 continuă să crească. De exemplu, a adăugat recent importantul standard 802.1Q, care definește o modalitate de a construi VLAN-uri în rețelele bazate pe switch.
Standardele 802.3, 802.4, 802.5 și 802.12 descriu tehnologiile de rețele locale care au evoluat din îmbunătățirile tehnologiilor proprietare care le stau la baza. Astfel, standardul 802.3 a fost bazat pe tehnologia Ethernet dezvoltată de Digital, Intel și Xerox (sau Ethernet DIX), standardul 802.4 a apărut ca o generalizare a tehnologiei ArcNet a Datapoint Corporation, iar standardul 802.5 corespunde în principal tehnologiei Token Ring a IBM.
Tehnologiile proprietare originale și versiunile lor modificate - standardele 802.x - au existat în unele cazuri în paralel de mulți ani. De exemplu, tehnologia ArcNet nu a fost adusă pe deplin în conformitate cu standardul 802.4 (acum este prea târziu pentru a face acest lucru, deoarece undeva prin 1993 producția de echipamente ArcNet a fost redusă). Discrepanțe între tehnologia Token Ring și standardul 802.5 apar, de asemenea, periodic, deoarece IBM face în mod regulat îmbunătățiri la tehnologia sa, iar comitetul 802.5 reflectă aceste îmbunătățiri în standard cu o oarecare întârziere. Excepția este tehnologia Ethernet. Ultimul standard Ethernet proprietar, DIX, a fost adoptat în 1980 și de atunci nu s-a încercat nicio dezvoltare proprietară a Ethernetului. Toate inovațiile din familia de tehnologii Ethernet sunt realizate numai ca urmare a adoptării standardelor deschise de către comitetul 802.3.
Standardele ulterioare au fost inițial dezvoltate nu de o companie, ci de un grup de companii interesate, apoi au fost prezentate subcomitetului IEEE 802 corespunzător pentru aprobare. Acest lucru s-a întâmplat cu tehnologiile Fast Ethernet, lOOVG-AnyLAN și Gigabit Ethernet. Un grup de companii interesate au format mai întâi o mică asociație, iar apoi, pe măsură ce lucrarea a progresat, alte companii s-au alăturat acesteia, așa că procesul de adoptare a standardului a fost deschis.
Astăzi, Comitetul 802 include următoarea serie de subcomitete, care le includ pe cele deja menționate și câteva altele:
802.1 - Internetworking - networking;
802.2 - Logical Link Control, LLC - controlul transferului de date logice;
802.3 - Ethernet cu metoda de acces CSMA/CD;
802.4 - Token Bus LAN - rețele locale cu metoda de acces Token Bus;
802.5 - Token Ring LAN - rețele locale cu metoda de acces Token Ring;
802.6 - Metropolitan Area Network, MAN - rețele de megaorașe;
802.7 - Broadband Technical Advisory Group - grup tehnic consultativ pentru transmisia în bandă largă;
3.1. Protocoale și standarde ale rețelelor locale 187
802.8 - Fiber Optic Technical Advisory Group - grup tehnic consultativ pe rețele de fibră optică;
802.9 - Rețele integrate de voce și date - rețele integrate de voce și date;
o 802.10 - Network Security - securitatea rețelei;
802.11 - Rețele fără fir - rețele fără fir;
802.12 - Demand Priority Access LAN, lOOVG-AnyLAN - rețele locale cu o metodă de acces la cerere cu priorități.
» La organizarea interacțiunii nodurilor în rețelele locale, rolul principal este acordat tehnologiilor clasice Ethernet, Token Ring, FDDI, dezvoltate în urmă cu mai bine de 15 ani și bazate pe utilizarea media shared.
Mediile partajate sunt susținute nu numai de tehnologiile clasice ale rețelelor locale Ethernet, Token Ring, FDDI, ci și de altele noi - Fast Ethernet, lOOVG-AnyLAN, Gigabit Ethernet.
Tendința modernă este o respingere parțială sau completă a mediilor partajate: conectarea nodurilor cu conexiuni individuale (de exemplu, în tehnologia ATM), utilizarea pe scară largă a conexiunilor comutate și micro-segmentarea. O altă tendință importantă este apariția unui mod de operare full-duplex pentru aproape toate tehnologiile de rețea locală.
Comitetul IEEE 802.x dezvoltă standarde care conțin recomandări pentru proiectarea straturilor inferioare ale rețelelor locale - fizice și legături de date. Specificul rețelelor locale se reflectă în împărțirea stratului de legătură de date în două subniveluri - LLC și MAC.
Standardele subcomitetului 802.1 sunt comune tuturor tehnologiilor și sunt actualizate în mod constant. Alături de definirea rețelelor locale și proprietățile acestora, standardele pentru interconectare și o descriere a logicii podului/comutatorului, rezultatele lucrărilor comitetului includ, de asemenea, standardizarea tehnologiei relativ noi a rețelelor virtuale locale VLAN.
» Subcomitetul 802.2 a dezvoltat și menține standardul LLC. Standardele 802.3, 802.4, 802.5 descriu tehnologiile de rețea locală care au apărut ca urmare a îmbunătățirilor aduse tehnologiilor proprietare care le-au stat la baza, respectiv Ethernet, ArcNet, Token Ring.
Standardele ulterioare au fost inițial dezvoltate nu de o companie, ci de un grup de companii interesate, apoi au fost prezentate subcomitetului IEEE 802 corespunzător pentru aprobare.
188 Capitolul 3 Tehnologii de bază ale rețelelor locale
Sfârșitul lucrării -
Acest subiect aparține secțiunii:
Dedicat fiicei noastre Anna
Dacă aveți nevoie de material suplimentar pe această temă, sau nu ați găsit ceea ce căutați, vă recomandăm să utilizați căutarea în baza noastră de date de lucrări:
Ce vom face cu materialul primit:
Dacă acest material ți-a fost util, îl poți salva pe pagina ta de pe rețelele sociale:
| Tweet |
Stiva de protocoale TCP/IP este un set de protocoale, numele său provine de la cele mai importante două protocoale care stau la baza comunicării pe Internet. Protocolul TCP împarte informațiile transmise în porțiuni (pachete) și le numerotează. Folosind protocolul IP, toate pachetele sunt transmise destinatarului. Apoi, folosind protocolul TCP, se verifică dacă toate pachetele au fost primite. Când primește toate porțiunile, TCP le plasează în ordinea necesară și le adună într-un singur întreg. Există două versiuni ale acestui protocol utilizate pe Internet:
- Protocol de rețea direcționat IPv4. În această versiune a protocolului, fiecărui nod de rețea i se atribuie o adresă IP de 32 de biți (adică 4 octeți sau 4 octeți).
- IPv6 vă permite să abordați un număr semnificativ mai mare de noduri decât IPv4. Internet Protocol Version 6 folosește adrese pe 128 de biți și poate defini semnificativ mai multe adrese.
Notă
Adresele IP IPv6 au o lungime de 128 de biți și, prin urmare, de patru ori mai lungi decât adresele IPv6. Adresele IP v6 sunt scrise în următoarea formă: X:X:X:X:X:X:X:X, unde X este un număr hexazecimal format din 4 caractere (16 biți), iar fiecare număr are o dimensiune de 4 biți . Fiecare număr variază de la 0 la F. Iată un exemplu de adresă IP versiunea 6: 1080:0:0:0:7:800:300C:427A. Într-o astfel de înregistrare pot fi omise zerouri nesemnificative, astfel încât fragmentul de adresă: 0800: este scris ca 800:.
ARP
Pentru ca dispozitivele din rețea să interacționeze între ele, este necesar ca dispozitivul expeditor să aibă adresele IP și MAC ale destinatarului. Suita de protocoale TCP/IP include un protocol special numit ARP (Address Resolution Protocol), care vă permite să obțineți automat o adresă MAC de la adrese IP cunoscute
protocol DHCP
Distribuția adreselor IP pentru conectarea la Internet este efectuată de furnizori, iar în rețelele locale - de administratorii de sistem. Atribuirea adreselor IP nodurilor de rețea atunci când dimensiunea rețelei este mare este o procedură foarte obositoare pentru administrator. Prin urmare, pentru a automatiza procesul, a fost dezvoltat Protocolul Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), care eliberează administratorul de aceste probleme prin automatizarea procesului de atribuire a adreselor IP tuturor nodurilor de rețea.
Protocolul HTTP
Protocolul HTTP este folosit pentru a transfera hipertext, de exemplu. pentru a transfera pagini Web de la un computer la altul. Baza HTTP este tehnologia client-server, adică presupune existența consumatorilor (clienților) care inițiază o conexiune și trimit o solicitare, iar furnizorii (serverele) care așteaptă o conexiune pentru a primi o solicitare, efectuează operațiunile necesare. acțiuni și returnează un mesaj cu rezultatul.
protocol FTP
FTP este un protocol pentru transferul de fișiere de la un server de fișiere special pe computerul utilizatorului. După ce a stabilit o conexiune cu un computer de la distanță, utilizatorul poate copia un fișier de pe computerul de la distanță pe propriul său sau poate copia un fișier de pe computerul său pe cel de la distanță.
Protocolul POP
POP protocol standard primirea unei conexiuni de e-mail. Serverele POP procesează corespondența primită, iar protocolul POP este conceput pentru a gestiona cererile de e-mail de la programele de e-mail client.
Protocolul SMTP
SMTP este un protocol care definește un set de reguli pentru trimiterea e-mailurilor. Serverul SMTP returnează fie o confirmare, fie mesaj de eroare, sau solicită informații suplimentare.
Adresă IP prin protocolul IPv4
Unul dintre cele mai importante subiecte atunci când luați în considerare TCP/IP este adresarea IP. Adresa IP este un identificator numeric atribuit fiecărui computer dintr-o rețea IP și care desemnează locația în rețea a dispozitivului căruia este alocată. O adresă IP este o adresă software, nu o adresă hardware. Adresa IP gazdă identifică punctul de acces al modulului IP la interfața de rețea, nu întreaga mașină.
Adresă IP - adresa de rețea (software) a unui nod dintr-o rețea de calculatoare construită folosind protocolul IP.
Fiecare dintre cei 4 octeți ai notației zecimale ai unei adrese IP poate lua o valoare în intervalul de la 0 la 255 și, teoretic, o astfel de adresă în notație zecimală poate fi în intervalul de la 0.0.0.0 la 255.255.255.255. Adresa IP este un număr binar, dar pentru o persoană în loc să îl scrie în 32
După cum sa arătat mai devreme, la schimbul de informații într-o rețea, fiecare strat al modelului OSI răspunde la propriul antet. Cu alte cuvinte, există interacțiune între aceleași niveluri ale modelului în diferite computere abonate. O astfel de interacțiune trebuie să respecte anumite reguli.
Protocol-- un set de reguli care determină interacțiunea a două niveluri cu același nume în modelul de interacțiune a sistemelor deschise în diferite computere abonate.
Un protocol nu este un program. Regulile și succesiunea acțiunilor în timpul schimbului de informații, definite de protocol, trebuie implementate în program. De obicei, funcțiile protocoalelor la diferite niveluri sunt implementate în drivere pentru diferite rețele de calculatoare.
În conformitate cu structura pe șapte nivele a modelului, putem vorbi despre necesitatea existenței protocoalelor pentru fiecare nivel.
Conceptul de sisteme deschise implică dezvoltarea de standarde pentru protocoale la diferite niveluri. Protocoalele celor trei niveluri inferioare ale modelului de arhitectură a sistemelor deschise sunt cele mai ușor de standardizat, deoarece definesc acțiunile și procedurile caracteristice rețelelor de calculatoare din orice clasă.
Cel mai dificil este să standardizați protocoalele la nivelurile superioare, în special la nivelul aplicației, datorită multiplicității sarcinilor aplicației și, în unele cazuri, unicității acestora. Dacă în ceea ce privește tipurile de structuri, metodele de acces la mediul fizic de transmisie, tehnologiile de rețea utilizate și alte caracteristici se pot număra aproximativ o duzină de modele diferite de rețele de calculatoare, atunci nu există limite în ceea ce privește scopul lor funcțional.
Tipuri de bază de protocoale
Cel mai ușor este să ne imaginăm caracteristicile protocoalelor de rețea folosind exemplul protocoalelor la nivel de legătură, care sunt împărțite în două grupuri principale: orientate pe octeți și orientate pe biți.
Protocolul orientat pe octeți asigură transmiterea unui mesaj pe un canal de informare sub forma unei secvențe de octeți. Pe lângă octeții de informații
De asemenea, octeții de control și de serviciu sunt transmisi canalului. Acest tip de protocol este convenabil pentru un computer, deoarece se concentrează pe procesarea datelor prezentate sub formă de octeți binari. Astăzi, protocolul orientat pe octeți este mai puțin convenabil în mediul de comunicare, deoarece împărțirea fluxului de informații din canal în octeți necesită utilizarea unor semnale suplimentare, ceea ce reduce în cele din urmă debitul canalului de comunicație.
Cel mai cunoscut și răspândit protocol orientat pe octeți este protocolul BSC (Binary Synchronous Communication), dezvoltat de IBM. Protocolul asigură transmiterea a două tipuri de cadre: control și informații. Simbolurile de control și de serviciu sunt transmise în cadre de control, iar mesajele (pachete individuale, o secvență de pachete) sunt transmise în cadre de informații. Protocolul BSC operează în trei faze: stabilirea unei conexiuni, menținerea unei sesiuni de transfer de mesaje și deconectarea conexiunii. Protocolul cere ca fiecare cadru transmis să trimită o chitanță care să indice rezultatul recepției acestuia. Cadrele transmise cu o eroare sunt retransmise. Protocolul definește numărul maxim de retransmisii.
Notă. O chitanță este un cadru de control care conține confirmarea că mesajul a fost primit (primire pozitivă) sau a fost respins din cauza unei erori (primire negativă).
Transmiterea unui cadru ulterior este posibilă numai atunci când se primește o chitanță pozitivă pentru primirea celui precedent. Acest lucru limitează semnificativ viteza protocolului și impune cerințe mari asupra calității canalului de comunicație.
Un protocol orientat pe biți asigură transmiterea de informații sub forma unui flux de biți care nu sunt împărțiți în octeți. Prin urmare, secvențe speciale - steaguri - sunt folosite pentru a separa cadrele. La începutul cadrului, la sfârșit este plasat un steag de deschidere - un steag de închidere.
Protocolul orientat pe biți este convenabil în raport cu mediul de comunicație, deoarece canalul de comunicație este orientat precis spre transmiterea unei secvențe de biți. Nu este foarte convenabil pentru un computer, deoarece este necesar să selectați octeți din secvența de biți de intrare pentru procesarea ulterioară a mesajelor. Cu toate acestea, având în vedere viteza computerului, putem presupune că această operațiune nu va avea un impact semnificativ asupra performanței acestuia. Protocoalele orientate potențial pe biți sunt mai rapide decât cele orientate pe octeți, ceea ce le face răspândite în rețelele moderne de calculatoare.
Un reprezentant tipic al grupului de protocoale orientate pe biți este protocolul HDLC (High-level Data Link Control) și subseturile sale. Protocolul HDLC controlează canalul de informații folosind cadre de control speciale în care sunt transmise comenzi. Cadrele informative sunt numerotate. În plus, protocolul HDLC vă permite să transmiteți până la trei până la cinci cadre în canal fără a primi o confirmare pozitivă. O chitanță pozitivă primită, de exemplu, pe al treilea cadru arată că cele două anterioare au fost primite fără erori și este necesar să se repete transmiterea doar a celui de-al patrulea și al cincilea cadru. Acest algoritm de operare asigură performanța ridicată a protocolului.
Printre protocoalele de nivel superior ale modelului OSI, trebuie remarcate protocolul X.400 (email) și FTAM (File Transfer, Access and Management - transfer de fișiere, acces la fișiere și management de fișiere).
Un protocol de rețea este un set de reguli care permite conectarea și schimbul de date între două sau mai multe computere conectate la o rețea De fapt, protocoale diferite descriu adesea doar aspecte diferite ale aceluiași tip de comunicare. luate împreună, ele formează așa-numita stivă de protocol. Titluri<протокол>Și<стек протоколов>indicați și software-ul care implementează protocolul
Niveluri de protocol
Cel mai comun sistem de clasificare pentru protocoalele de rețea este așa-numitul model OSI. În conformitate cu acesta, protocoalele sunt împărțite în 7 niveluri în funcție de scopul lor - de la fizic (generarea și recunoașterea semnalelor electrice sau de altă natură) la aplicație (API pentru transferul de informații pe aplicații):
- Strat de aplicație. Nivelul superior (al 7-lea) al modelului asigură interacțiunea dintre rețea și utilizator. Stratul permite aplicațiilor utilizatorului să acceseze servicii de rețea, cum ar fi procesarea interogărilor bazei de date, accesul la fișiere și redirecționarea e-mailurilor. De asemenea, este responsabil pentru transmiterea informațiilor de serviciu, furnizarea aplicațiilor cu informații despre erori și generarea de cereri către nivelul de prezentare. Exemplu: HTTP, POP3, SMTP.
- Stratul de prezentare. Nivelul 6 este responsabil pentru conversia protocolului și codificarea/decodificarea datelor. Acesta convertește cererile de aplicații primite de la nivelul aplicației într-un format pentru transmisie prin rețea și convertește datele primite din rețea într-un format pe care aplicațiile îl pot înțelege. Stratul de prezentare poate efectua compresia/decompresia sau codificarea/decodarea datelor, precum și redirecționarea cererilor către o altă resursă de rețea dacă acestea nu pot fi procesate local.
- Stratul de sesiune. Nivelul 5 al modelului este responsabil pentru menținerea unei sesiuni de comunicare, care permite aplicațiilor să interacționeze între ele pentru o perioadă lungă de timp. Stratul de sesiune gestionează crearea/încheierea sesiunii, schimbul de informații, sincronizarea sarcinilor, determinarea drepturilor de transfer de date și întreținerea sesiunii în perioadele de inactivitate a aplicației. Sincronizarea transmisiei este asigurată prin plasarea punctelor de control în fluxul de date, de la care procesul este reluat dacă interacțiunea este întreruptă.
- Stratul de transport. Nivelul 4 al modelului este conceput pentru a furniza date fără erori, pierderi și dublare în secvența în care au fost transmise. Nu contează ce date sunt transmise, de unde și unde, adică asigură mecanismul de transmisie în sine. Împarte blocurile de date în fragmente, a căror dimensiune depinde de protocol, le combină pe cele scurte într-unul singur și le împarte pe cele lungi. Protocoalele de la acest nivel sunt concepute pentru comunicare punct la punct. Exemplu: TCP, UDP
- Stratul de rețea. Stratul 3 al modelului de rețea OSI este conceput pentru a determina calea de transmisie a datelor. Responsabil cu traducerea adreselor și numelor logice în cele fizice, determinarea celor mai scurte rute, comutarea și rutarea, monitorizarea problemelor și congestionarea rețelei. Un dispozitiv de rețea, cum ar fi un router, funcționează la acest nivel.
- Stratul de legătură de date. Acest nivel este adesea numit nivel de canal. Acest nivel este conceput pentru a asigura interacțiunea rețelelor la nivelul fizic și a controla erorile care pot apărea. Acesta împachetează datele primite de la nivelul fizic în cadre, verifică integritatea, corectează erorile dacă este necesar și le trimite la nivelul de rețea. Stratul de legătură de date poate comunica cu unul sau mai multe straturi fizice, monitorizând și gestionând această interacțiune. Specificația IEEE 802 împarte acest strat în 2 substraturi - MAC (Media Access Control) reglementează accesul la mediul fizic partajat, LLC (Logical Link Control) oferă serviciul de nivel de rețea. Comutatoarele și podurile funcționează la acest nivel. În programare, acest nivel reprezintă driverul plăcii de rețea în sistemele de operare, există o interfață software pentru interacțiunea straturilor de canal și de rețea, acesta nu este un nivel nou, ci pur și simplu o implementare a modelului pentru un anumit sistem de operare; . Exemple de astfel de interfețe: ODI, NDIS
- Strat fizic. Cel mai de jos nivel al modelului este destinat direct transmiterii fluxului de date. Transmite semnale electrice sau optice într-o transmisie prin cablu sau radio și, în consecință, le primește și le convertește în biți de date în conformitate cu metodele de codificare a semnalului digital. Cu alte cuvinte, oferă o interfață între mediul de rețea și dispozitivul de rețea. La acest nivel funcționează concentratoarele de semnal (hub-uri), repetitoarele de semnal (repetoarele) și convertoarele media. Funcțiile stratului fizic sunt implementate pe toate dispozitivele conectate la rețea. Pe partea computerului, funcțiile stratului fizic sunt realizate de adaptorul de rețea sau portul serial.
Protocolul TCP/IP este utilizat în principal
