Коммуникации в сетях

Платформа для коммуникаций

Структура сети

Основные элементы коммуникаций (3)
источник сообщения (message source)
канал связи (channel)
получатель сообщения

Элементы коммуникаций

Передача сообщений

Одиночная связь: (например, для video, e-mail) может характеризоваться :
Непрерывным потоком

Передача сообщений

Лучший подход – сегментация.
Мультиплексирование:
Различные сеансы связи чередуются.

Сегментация

001010

001010

001010

001010

001010

001010

Сегментация –

Передача сообщений

Достоинства
Надежность (3)
Различные пути
Альтернативные пути
Только пропущенный сегмент повторно передается по сети

X

При

Недостатки сегментации

Недостаток – появляется дополнительная сложность при обработке сегментов .
Аналогия: 100

Компоненты сети

Устройства (hardware)
Конечные устройства, коммутаторы (switch), маршрутизаторы (router), брандмауэры (firewall), концентраторы

Конечные устройства

Конечные устройства или хосты (hosts):
Источник или получатель сообщений.

Каждый хост идентифицируется адресом.
IP адрес (IP – это Internet Protocol)

Source

Серверы и клиенты

Хост
Client, Server или то и другое.
Роль определяет программное

Промежуточные устройства

Промежуточные устройства:
Подключение к сетям или соединение между сетями
Примеры (4):
Устройства доступа

Сетевая среда

Сетевая среда: Среда, по которой распространяются сообщения.
Медные кабели –

Сетевая среда

Характеристики различных сред (4):
Расстояние, на которое распространяется сигнал
Окружающая среда, в

Локальные сети (LAN)

Локальная сеть (LAN)
Индивидуальная сеть обычно покрывает небольшое географическое пространство,

Глобальная сеть (Wide Area Network - WAN)

Глобальные сети (WANs)
Выделенные (Leased)

Интернет – сеть сетей

Провайдеры интернет-услуг (ISP -Internet Service Provider)
Часто называются

Представление сети

Сетевая карта (Network Interface Card - NIC)
Порты (Ports) и

Протоколы

Протокол

Протокол – Правила, управляющие коммуникациями.
Стек протокола (Protocol suite) – Группа связанных

Функции протоколов

Стек протоколов – это набор правил, совместно работающих и предназначенных

Сообщения используют множество протоколов (инкапсулированных (или вложенных) - encapsulated)

Сообщение:
Данные
Множество протоколов

HTTP Header

Data

Frame

Множество протоколов (инкапсулированные)

Инкапсуляция (Encapsulation) – Процесс добавления заголовка к данным или

Пример: Протокол – IPv4

Frame Header

IP Header

TCP Header

Frame Trailer

Data

HTTP Header

209.67.102.55

107.16.4.21

Frame Header

IP Header

TCP Header

Frame Trailer

Data

209.67.102.55

107.16.4.21

HTTP Header

Протоколы

Стек сетевых протоколов включают правила для : (4)
Формата
Доступа к среде

В прошлом – Фирмы-производители создавали свои собственные протоколы и разрабатывали сетевые

Пример: RFC 791 IPv4

Взаимодействие протоколов

Протокол передачи гипертекстов (HTTP)
Протокол управляет взаимодействием между web-сервером и web-клиентом.

Протокол контроля передачи данных (Transmission Control Protocol -TCP)
Позволяет сформулировать требования

Межсетевой протокол (IP)
Назначает адреса источнику и получателю сообщений,
Исходный адрес (Original

Протоколы доступа к сети (Network access protocols) – протоколы канального уровня

Независимые от технологий протоколы

IP – это протокол, который обеспечивает передачу пакетов

Применение уровневой модели протоколов

Модель уровней протоколов

Применение уровневой модели:
Развитие конкуренции
Изменения в одном уровне не влияют на

Эталонные модели и протоколы

Модель взаимодействия открытых систем ( Open Systems Interconnection - OSI) –

Модель TCP/IP

Модель TCP/IP и Стек протоколов – являются открытым стандартом.

Представление данных,

Процесс коммуникации - Encapsulation

Сервер

Data

HTTP Header

TCP Header

IP Header

Data Link Header

Data Link Trailer

HTTP

Data

HTTP Header

TCP Header

IP Header

Data Link Header

Data Link Trailer

Клиент

HTTP Data

Декапсуляция – Процесс

Программа Wireshark позволяет наблюдать работу протоколов!

Процесс коммуникации

Блок протокольных данных (Protocol Data Unit - PDU) – Форма,

Хост-отправитель создает сообщение с множеством инкапсуляций

Layer 2 Data Link Frame

Layer 3

Обмен данными между приложениями

Уровень 4 (TCP/UDP) содержит номер порта, который определяет

Номер порта назначения «говорит» операционной системе (TCP/IP), какому приложению следует передать