Главная

Контакты

Случайная статья

• Автоматизация
• Антропология
• Археология
• Архитектура
• Биология
• Ботаника
• Бухгалтерия
• Военная наука
• Генетика
• География
• Геология
• Демография
• Деревообработка
• Журналистика
• Зоология
• Изобретательство
• Информатика
• Искусство
• История
• Кинематография
• Компьютеризация
• Косметика
• Кулинария
• Культура
• Лексикология
• Лингвистика
• Литература
• Логика
• Маркетинг
• Математика
• Материаловедение
• Медицина
• Менеджмент
• Металлургия
• Метрология
• Механика
• Музыка
• Науковедение
• Образование
• Охрана Труда
• Педагогика
• Полиграфия
• Политология
• Право
• Предпринимательство
• Приборостроение
• Программирование
• Производство
• Промышленность
• Психология
• Радиосвязь
• Религия
• Риторика
• Социология
• Спорт
• Стандартизация
• Статистика
• Строительство
• Технологии
• Торговля
• Транспорт
• Фармакология
• Физика
• Физиология
• Философия
• Финансы
• Химия
• Хозяйство
• Черчение
• Экология
• Экономика
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика

Лекционный материал

Лекционный материал

Дата проведения занятия: 19.03.2020 г.

Предмет: Компьютерные сети.

Преподаватель: Руденко А.В.

Группа: 3КСК12.

Тема занятия: «Протоколы и стеки коммуникационных протоколов».

1. Понятие протокола и стека протоколов.

Протоколами называютправила взаимодействия двух ПК (хостов) и могут быть описаны в виде набора процедур для каждого из уровней взаимодействия.

Согласованный набор протоколов разных уровней, достаточный для организации межсетевого взаимодействия, называется стеком протоколов.

Стеки протоколов разбиваются на три уровня:

• сетевые;

• транспортные;

• прикладные.

Таблица 1. Стеки коммуникационных протоколов различных стандартов, форматов и производителей оборудования

TCP/IP (Transmission Control Protocol / internet Protocol) - стандарт для гетерогенных сетей, популярный межсетевой протокол, спец. разработанные для него протоколы SMTP, FTP, SNMP. Недостатки - большой размер и неторопливость. Проблемы с нехваткой IP адресов

NetBEUI (Network Basic Extended User Interface) - связан с NetBIOS (IBM интерфейс сеансового уровня с ЛВС), а сам NetBEIU - трансп. протокол Микрософта. Небольшой, быстрый, эффективный. Не поддерживает маршрутизацию.

X.25 - сети с коммутацией пакетов, полное соответствие OSI/RM.

XNS - Xerox Network System. Большой и медленный, много широковещательных пакетов.

IPX/SPX и NWLink (реализация от Microsoft) - наследник XNS, небольшой и достаточно быстрый.

DECnet - собственный стек маршрутизируемых протоколов, на нем впоследствии вырос И-нет, т.к. он ставился на VAX (Virtual Address Extension) машины с операционной системой VMS.

2. Сетезависимые и сетенезависивые протоколы.

Все протоколы в зависимости от того уровня, на котором они «работают» можно разделить на сетезависимые и сетенезависимые.

Рис. 1 Уровни стеков протоколов

Три нижних уровняфизический, канальный и сетевой являются сетезависимыми, протоколы этих уровней тесно связаны с технической реализацией сети, с используемым коммуникационным оборудованием.

Три верхних уровня сеансовый, уровень представления и прикладной ориентированы на приложения и мало зависят от технических особенностей построения сети. На протоколы этих уровней не влияют никакие изменения в топологии сети, замена оборудования или переход на другую сетевую технологию.

Транспортныйуровень является промежуточным, он скрывает все детали функционирования нижних уровней от верхних уровней. Это позволяет разрабатывать приложения, не зависящие от технических средств, непосредственно занимающихся транспортировкой сообщений.

Иерархически организованная совокупность протоколов, решающих задачу взаимодействия узлов сети, называется стеком коммуникационных протоколов.

Протоколы соседних уровней, находящихся в одном узле, взаимодействуют друг с другом также в соответствии с четко определенными правилами и с помощью стандартизованных форматов сообщений. Эти правила принято называть интерфейсом. Интерфейс определяет набор услуг, которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему уровню (рис.2).

Рис.2 Взаимодействие протоколов различных уровней

3. Стек протоколов OSI

Стек OSI – это набор вполне конкретных спецификаций протоколов, образующих согласованный стек протоколов. Стек OSI в отличие от других стандартных стеков полностью соответствует модели взаимодействия OSI и включает спецификации для всех семи уровней модели взаимодействия открытых систем (рис.3).

Рис.3 Протоколы стека OSI

На физическом и канальном уровнях стек OSI поддерживает спецификации Ethernet, Token Ring, FDDI, а также протоколы LLC, X.25 и ISDN.

На сетевом уровне реализованы протоколы, как без установления соединений, так и с установлением соединений

Транспортный протокол стека OSI скрывает различия между сетевыми сервисами с установлением соединения и без установления соединения, так что пользователи получают нужное качество обслуживания независимо от нижележащего сетевого уровня. Определены 5 классов транспортного сервиса, от низшего класса 0 до высшего класса 4, которые отличаются степенью устойчивости к ошибкам и требованиями к восстановлению данных после ошибок.

Сервисы прикладного уровня включают передачу файлов, эмуляцию терминала, службу каталогов и почту. Из них наиболее перспективными являются служба каталогов (стандарт Х.500), электронная почта (Х.400), протокол виртуального терминала (VT), протокол передачи, доступа и управления файлами (FTAM), протокол пересылки и управления работами (JTM).

4. Сетевые протоколы.

Сетевые протоколы предоставляют следующие услуги:

• адресацию и маршрутизацию информации,

• проверку на наличие ошибок,

• запрос повторной передачи

• установление правил взаимодействия в конкретной сетевой среде.

Примеры сетевых протоколов:

• DDP(Datagram Delivery Protocol – Протокол доставки дейтаграмм).Протокол передачи данных Apple, используемый в Apple Talk.

• IP(Internet Protocol – Протокол Internet). Протокол стека TCP/IP, обеспечивающий адресную информацию и информацию о маршрутизации.

• IPX(Internetwork Packet eXchange – Межсетевой обмен пакетами) в NWLink.Протокол Novel NetWare, используемый для маршрутизации и направления пакетов.

• NetBEUI(NetBIOS Extended User Interface – расширенный пользовательский интерфейс базовой сетевой системы ввода вывода).Разработанный совместно IBM и Microsoft, этот протокол обеспечивает транспортные услуги для NetBIOS.

5. Транспортные протоколы.

Транспортные протоколы предоставляют услуги надежной транспортировки данных между компьютерами (хостами).

Примеры протоколов:

• ATP (Apple Talk Protocol – Транзакционный протокол Apple Talk) и NBP (Name Binding Protocol – Протокол связывания имен). Сеансовый и транспортный протоколы Apple Talk.

• NetBIOS (Базовая сетевая система ввода вывода). NetBIOS устанавливает соединение между компьютерами, а NetBEUI предоставляет услуги передачи данных для этого соединения.

• SPX (Sequenced Packet eXchange – Последовательный обмен пакетами) в NWLink. Протокол Novel NetWare, используемый для обеспечения доставки данных.

• TCP (Transmission Control Protocol – Протокол управления передачей). Протокол стека TCP/IP, отвечающий за надежную доставку данных.

6. Прикладные протоколы.

Прикладные протоколы отвечают за взаимодействие приложений.

Пример протоколов:

• AFP(Apple Talk File Protocol – Файловый протокол Apple Talk).Протокол удаленного управления файлами Macintosh.

• FTP(File Transfer Protocol – Протокол передачи файлов). Протокол стека TCP/IP,используемый для обеспечения услуг по передачи файлов.

• NCP(NetWare Core Protocol – Базовый протокол NetWare). Оболочка и редиректоры клиента Novel NetWare.

• SNMP(Simple Network Management Protocol – Простой протокол управления сетью).Протокол стека TCP/IP, используемый дляуправления и наблюдения за сетевыми устройствами.

• HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) – протокол передачи гипертекста и другие протоколы.

Протокол HTTP (англ. HyperText Transport Protocol). Протокол передачи данных, используемый обычно для получения информации с веб-сайтов.

Использует он «клиент-серверную» модель. То есть существуют клиенты, которые формируют и отправляют запрос. И серверы, которые слушают запросы и, соответственно, на них отвечают.

В качестве клиентов выступают известные многим веб-браузеры:

• Internet Explorer, Mozilla Firefox, Google Chrome и т.д.

В качестве серверного ПО используют:

• Apache, IIS, nginx и т.д.

Протокол DNS (Domain Name System). Система доменных имен. она хранит информацию о доменах. Например, какому IP адресу соответствует определенное имя.

Вы, к примеру, обращаетесь на google.ru. Ваш компьютер понятия не имеет, кто и что это. Он спрашивает у DNS-сервера: Кто такой google.ru? И сервер отвечает, что google.ru — это 74.125.232.239 (это один из его адресов). И уже после этого, компьютер отправляет запрос на 74.125.232.239. Для пользователя все останется по-прежнему, и в адресной строке он также будет видеть google.ru (рис.4).

Рис.4. Трансляция символьного адреса в IP-адрес

Служба эта иерархичная. И часто DNS-сервер (на котором запущена эта служба) работает в связке с другими DNS-серверами (рис.5).

Рис.5. Иерархия DNS-серверов

Предположим, мы набрали в браузере адрес ru.wikipedia.org. Браузер спрашивает у сервера DNS: «какой IP-адрес у ru.wikipedia.org»? Однако сервер DNS может ничего не знать не только о запрошенном имени, но даже обо всём домене wikipedia.org. В этом случае сервер обращается к корневому серверу — например, 198.41.0.4. Этот сервер сообщает — «У меня нет информации о данном адресе, но я знаю, что 204.74.112.1 является ответственным за зону org.» Тогда сервер DNS направляет свой запрос к 204.74.112.1, но тот отвечает «У меня нет информации о данном сервере, но я знаю, что 207.142.131.234 является ответственным за зону wikipedia.org.» Наконец, тот же запрос отправляется к третьему DNS-серверу и получает ответ — IP-адрес, который и передаётся клиенту — браузеру.

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). Протокол динамической настройки узла. Он позволяет узлам (хостам) динамически получать IP адреса и другие параметры для корректной работы в сети (основной шлюз, маску подсети, адреса DNS-серверов). При помощи DHCP можно обеспечить полный контроль над IP адресами: создавать отдельные пулы для каждой подсети, выдавать адреса в аренду, резервировать адреса и многое другое.

POP3 (англ. Post Office Protocol Version 3). Протокол почтового отделения версии 3. Протокол, который используют клиенты для получения почтовых писем с сервера.

Порт, который он «прослушивает» — 110. Так же, как и у протокола HTTP, у него есть расширенная версия — POP3S. При помощи дополнительного криптографического протокола, как SSL, шифруется содержимое, и письма передаются в защищенном виде. POP3S использует 995 порт.

IMAP (англ. Internet Message Access Protocol).Протокол доступа к электронной почте. Он более умный и посложнее, чем POP3. Но главное их различие в том, что клиент, заходя на сервер, не удаляет почту, а копирует ее. Таким образом, у клиента отображается копия почтового ящика, который хранится на почтовом сервере.

SMTP (англ. Simple Mail Transfer Protocol). Простой протокол передачи почты. Используется он, для передачи почты на почтовый сервер. Использует он 25 порт.

Telnet (от англ. terminal network). Это сетевой терминал. Основы этого протокола были заложены давно, и до сих пор он не теряет своей актуальности. Применяется он для отображения текстового интерфейса, а также для управления ОС.

Каждое сетевое устройство, интерфейс которого представляет собой командную строку, настраивается либо при помощи специального консольного кабеля, либо через виртуальные терминалы, в который и входит протокол Telnet. И, если консольный кабель требует нахождения специалиста рядом с настраиваемым оборудованием, то настройка при помощи виртуальных терминалов, а в данном случае Telnet, не ограничивает специалиста в расстоянии.

Недостаток: фактически не защищенный и все данные, и команды передаются в открытом виде. Использует он 23 порт. Самые популярные дистрибутивы, которые работают с этим протоколом — это Putty, Kitty, Xshell.

FTP (англ. File Transfer Protocol). Протокол передачи файлов. Один из первых протоколов, вышедший в начале 70-х годов. Появился он еще до HTTP и стека TCP/IP. Работает по «клиент-сервер» модели. Раньше с этим протоколом работали разные консольные утилиты, у которых не было графики и работали они, при помощи ввода определенных команд. В нынешнее время присутствуют и графические программы. Самой популярной и простой является Filezilla.

TFTP (англ. Trivial File Transfer Protocol). Простой протокол передачи файлов. Придумали его в 80-х годах. Хоть FTP был достаточно популярным, не все его функции были нужны для решения простых задач. И был придуман его простой аналог. Он работает по UDP, то есть не требует установления соединения. Также он не требует аутентификации и авторизации. Достаточно знать его IP-адрес и самому его иметь.

Задание для выполнения.

1. Ознакомиться с лекционным материалом, законспектировать.

2. Осуществить поиск информации в сети Интернет по протоколам и стекам протоколов.

3. Подготовить отчет по самостоятельной работе - реферат по протоколам и стекам протоколов, где перечислить известные прикладные, транспортные и сетевые протоколы, их назначение, принцип работы, объем реферата 5-7 листов стандартного формата А4. Реферат должен начинаться с титульного листа, иметь содержание, основную часть, перечень использованных источников.

https://cloud.mail.ru/public/3eXK/3bSMLeMC2 - ссылка на папку для сохранения файлов.

Имя файла: Familia_3KCK12_KC_190320.docx