Сетевой сервис и сетевые стандарты кратко
Обновлено: 05.07.2024
Протоколы семейства TCP/IP реализуют всевозможные сервисы (услуги) Интернет.
Все услуги, предоставляемые сетью Internet, можно условно поделить на две категории: обмен информацией между абонентами сети и использование баз данных сети.
К числу услуг связи между абонентами принадлежат:
Telnet — удаленный доступ. Дает возможность абоненту работать на любой ЭВМ сети Internet, как на своей собственной. То есть запускать программы, менять режим работы и т.д.
FTP (File Transfer Protocol) — протокол передачи файлов. Дает возможность абоненту обмениваться двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный.
NFS (Network File System) — распределенная файловая система. Дает возможность абоненту пользоваться файловой системой удаленного компьютера, как своей собственной.
Электронный переводчик — производит перевод присланного на него текста с одного языка на другой. Обращение к электронным переводчикам происходит посредством электронной почты.
Общее понятие о базах данных. Основные понятия систем управления базами данных. Модели данных
знать: общие сведения о проектировании баз данных; основные свойства, принципы построения и функционирования баз данных, возможности систем управления базами данных; основные модели хранения данных; их достоинства и недостатки; особенности их использования при решении задач
уметь: использовать модели хранения данных и знаний; проектировать структуры таблиц баз данных; устанавливать связи между таблицами базы данных; выбирать СУБД для решения задач построения информационных систем
База данных (БД) – это структурированная совокупность данных, отражающая свойства и состояние объектов конкретной предметной области и связи между ними.
Система управления базами данных (СУБД) – это комплекс программных средств, предназначенных для создания, накопления, обработки и управления БД.
В теории СУБД выделяют три основные типы организации БД: иерархическая (элементы связаны отношением подчиненности, при этом каждый элемент может подчиняться только одному какому-нибудь элементу); сетевая (расширение иерархического – в отличие от иерархического в сетевой модели запись-потомок может иметь любое количество предшествующих записи); реляционная (БД представлена в виде совокупности взаимосвязанных таблиц).
Наибольшее распространение получили СУБД, основанные на реляционной модели данных, предложенной Э.Ф. Коддом.
Одной из наиболее распространенных СУБД является MS Access, входящий в состав профессиональной версии пакеты MicrosoftOffice.
Популярность MS Access во многом объясняется следующими ее свойствами:
- направленность на пользователей самых различных уровней подготовки;
- наличие удобных визуальных средств разработки;
- возможность интеграции с другими программными продуктами пакета Microsoft Office.
СУБД MS Access состоит из шести основных компонентов:
- таблицы – для хранения структуры БД и самих данных;
- запросы – для создания QBE и SQL запросов к БД (для поиска информации в БД);
- формы – для удобства ввода, просмотра и редактирования данных;
- отчеты – для подготовки и оформления данных в виде документа для распечатки на принтере;
- страницы – для обеспечения доступа в БД с Web – страницы;
- макросы – для автоматизации выполнения повторяющихся операций (макрос состоит из последовательности внутренних команд СУБД);
- модули – для автоматизации выполнения стандартных операций и создания новых процедур средствами языка программирования Visual Basic.
Таблица
Таблица состоит из простейших объектов, называемых полем (столбец) и записью (строка). Каждая поле предназначается для хранения данных только одного определенного типа.
Основными характеристиками поля являются его имя (последовательность символов, кроме знаков препинания – должен быть информативным, но кратким) и тип (характеризует содержание данных).
Основные типы полей:
- текстовый – для хранения данных в виде совокупности символов;
- числовой – для хранения числовых данных;
- логический – для хранения логических данных, имеющих только одно из двух значений – истина/ложь;
- Дата/время – для ввода даты или времени;
- MEMO – для обеспечения возможности работы с длинными текстами;
- счетчик – специальное числовое поле для нумерации записей;
- денежный – для удобства работы с числами, обозначающими денежные суммы;
- объект OLE – для обеспечения возможности хранения рисунков, картинок, звука, видеофрагментов.
- вложение(аналог OLE)–создает поле типа "Вложение", и в диалоге вставлять нужные файлы с изображением
- Гиперссылка– для создания Гиперссылки. Гиперссылка может иметь вид пути UNC либо адреса URL. Сохраняет до 64 000 знаков.
- Мастер подстановок– создает поле, позволяющее выбрать значение из другой таблицы или из списка значений, используя поле со списком. При выборе данного параметра в списке типов данных запускается мастер для автоматического определения этого поля.
Одно из полей таблицы назначают ключевым полем (чаще всего называют первичным ключом, обязательно тип - счетчик), т.е. полем, значение которого однозначно определяет запись.
При заполнении строк, т.е. при вводе записей, запрещается допускать в тексте кавычки, но обязательно нужно соблюдать типы полей.
Схема данных
Механизм описания логической связи между таблицами MS Access реализован в виде объекта называемого схемой данных. В данном объекте связи между таблицами организуются через ключевые поля таблиц.
Выделяют несколько типов связи:
Типовые действия, допустимые в Access
ЛКМ – левая кнопка мыши, ПКМ – правая кнопка мыши
Основные понятия реляционных баз данных
знать: основные понятия реляционной модели данных; основные принципы работы с объектами СУБД MS Access; основные возможности СУБД Access
уметь: определять типы данных, назначать ключевые поля в таблицах, создавать связи между таблицами с обеспечением целостности данных
В основе реляционной модели данных лежит понятие отношения.
Отношение представляется в виде двумерной таблицы, на которую накладываются определенные ограничения.
Столбец таблицы соответствует понятию атрибута отношения, строка – понятию кортежа отношения.
Множество возможных значений, которые могут появляться в столбце таблицы, - понятию домена, на котором определен соответствующий атрибут. Понятие домена аналогично типу данных в языках программирования.
Ключ отношения – один или несколько атрибутов, значения которых однозначно идентифицируют любой кортеж отношения.
Спецификации Access 2007
Атрибут | Максимальное значение |
Размер файла базы данных Microsoft Access (accdb) | 2 Гбайт за вычетом места, необходимого системным объектам |
Число объектов в базе данных | 32 768 |
Число модулей (включая формы и отчеты, у которых свойство Наличие модуля (HasModule) имеет значение Истина) | |
Число знаков в имени объекта | |
Число знаков в пароле | |
Число знаков в имени пользователя или имени группы | |
Число одновременно работающих пользователей |
Интернет – единая глобальная сеть, соединяющая между собой огромное количество сетей по всему миру (от англ. InterNet - "межсеть", "сеть сетей"). Интернет возник в 60-е годы в США в результате экспериментов по созданию жизнеспособной сети, которую нельзя было бы вывести из строя, уничтожив один или несколько командных пунктов с центральными компьютерами.
Интернет – децентрализованная сеть, не имеющая собственника или органа управления (хотя у каждой входящей в нее сети есть собственник и системный администратор), функционирующая и развивающаяся путем добровольного (в том числе коммерческого) сотрудничества различных организаций и пользователей на основе общих соглашений и стандартов (протоколов). Зарегистрированные и пронумерованные стандарты, протоколы, спецификации Интернета образуют систему электронных документов RFC (Request For Comments – запрос для пояснений).
Организации обеспечивающие подключение и предоставление услуг Интернета – провайдеры (англ. Internet Service Providers, поставщики услуг Интернет) связаны высокоскоростными магистральными каналами (кабельными, волоконно-оптическими, спутниковыми, радиорелейными). Отдельный компьютер или локальная сеть могут подключаться к провайдеру по выделенной линии (постоянное соединение) или по коммутируемой линии (временное подключение через модем и обычную телефонную сеть). Первый способ более дорог, но обеспечивает более высокую скорость передачи данных.
Сигнал модема может передаваться:
· по обычному телефонному каналу – коммутируемой линии;
· по выделенной телефонной линии;
· на базе технологии ADSL (англ. Asymmetric Digital Subscriber Line – асимметричная цифровая абонентская линия) по обычному телефонному каналу, не занимая его и позволяя независимо и одновременно вести телефонные переговоры.
Скорость передачи данных через коммутируемую телефонную линию – около 30 Кбит/сек для аналоговых телефонных линий и 60–120 Кбит/сек для цифровых. Для выделенных телефонных линий скорость передачи до 2 Мбит/сек, для волоконно-оптических и спутниковых линий связи – сотни Мбит/сек.
Постоянные соединения, в зависимости от используемого сетевого оборудования и вида кабельного канала, обеспечивают скорости передачи данных до 20-40 Мбит/сек и выше.
Работа Интернета основана на базовом протоколе TCP/IP, внедренном в 1983 г. На самом деле TCP/IP представляет из себя набор протоколов и состоит из нескольких основных уровней. Так, транспортный протокол TCP (Transmission Control Protocol – протокол управления передачей) обеспечивает разбиение данных на небольшие пакеты (сегменты) перед отправкой и сборку после доставки, а протокол маршрутизации IP (Internet Protocol – межсетевой протокол) отвечает за выбор маршрутов по различным узлам и сетям между отправителем и получателем (возможно, различных для разных пакетов из одного сообщения). Пакеты данных, подготовленные по этому протоколу, называют дейтаграммами IP (или IP-пакетами). Они включают сегменты, подготовленные по протоколу TCP, к которым добавлены адреса отправителя и получателя.
Эти протоколы выполняют и другие задачи, например, протокол TCP включает функции не только транспортного, но и сеансового уровня, не укладываясь полностью в разделение по уровням модели OSI, так как были разработаны до ее появления.
Каждая из информационных служб (информационных сервисов) Интернета решает свои задачи, используя свои прикладные протоколы, опирающиеся на базовые протоколы TCP/IP. Наиболее известные из них:
· Служба передачи файлов между удаленными компьютерами используется для передачи крупных файлов (архивов, книг и т.п.) по протоколу FTP (англ. File Transfer Protocol – протокол передачи файлов). Для работы с FTP нужен FTP-клиент, который может быть встроен в интернет-обозреватель, файловый менеджер или поставляться отдельным приложением. FTP-клиенты отличаются между собой возможностью использования многопоточности (скачивания частей файлов в нескольких параллельных процессах), поддержкой "докачки" файла после обрыва связи, ограничениями на максимальный поддерживаемый размер файла.
· Служба телеконференций (новостей, новостных групп) UseNet News (Newsgroups) обеспечивает просмотр материалов по выбранной тематике, присылаемых на сервер телеконференции самими пользователями. Используются также списки рассылки, формируемые с участием администратора (модератора) конференции и рассылаемые подписавшимся абонентам.
· До повсеместного распространения Интернета функции телеконференций во многом выполняли электронные доски объявлений BBS (англ. Bulletin Board System – система электронных бюллетеней), наиболее известной системой которых является сеть FidoNet. Подключение к BBS осуществляется по малым компьютерным сетям с одним сервером с помощью модемов через телефонные линии.
· Служба интерактивного общения IRC (Internet Relay Chat – дословно, Интернет–трансляция болтовни), которую часто называют чат-конференциями или просто чатом, поддерживает коллективный разговор, участники которого набирают свои реплики на клавиатуре и видят сказанное другими на мониторе.
· Служба Telnet служит для удаленного управления (по протоколу Telnet) через Интернет другими компьютерами и установленными на них программами, например, подключенными к аппаратуре для проведения экспериментов или выполняющими сложные математические расчеты.
· Важными направлениями использования Интернета являются Интернет-телефония (IP-телефония) – передача телефонных разговоров и факсов по Интернету в кодировке, соответствующей протоколу IP, трансляция по Интернету радио- и телевизионных передач, беспроводное подключение к Интернету с мобильных телефонов: непосредственно по протоколу WAP (Wireless Application Protocol – протокол беспроводных приложений), или через компьютер по протоколу GPRS (General Packet Radio Service).
· Шифрование передаваемой по Интернету информации обеспечивается протоколом SSL (Secured Socket Layer).
Каждый компьютер, подключенный к Интернет, получает уникальный (неповторяющийся) IP-адрес (то есть адрес, соответствующий протоколу IP). При постоянном подключении этот адрес закреплен за ним, при временном – выделяется временный (динамический) адрес на сеанс. При этом компьютер, который постоянно подключен к сети и через который подключаются временные пользователи, называют хост-компьютером (от англ. host – хозяин).
Физический IP-адрес представляет собой 32-битное (4-х байтовое) двоичное число, которое принято записывать, переводя каждый байт в десятичное число, и разделяя их точками. Это число кодирует сеть, через которую компьютер входит в Интернет, и номер компьютера в сети. В зависимости от допустимого числа компьютеров сети разделяются на три класса (табл. 3).
Таблица 3. Классы сетей A, B, C
Класс | Адрес сети | Адрес компьютера в сети | Макс. число компьютеров в сети | Первое число IP-адреса |
A | 7 бит | 24 бита | 2 24 – 2 = 16 777 214 | 0 – 126 |
B | 14 бит | 16 бит | 2 16 – 2 = 65 534 | 128 – 191 |
C | 21 бит | 8 бит | 2 8 – 2 = 254 | 192 – 223 |
Например, адрес 197.98.140.101 соответствует номеру узла 0.0.0.101 в сети 197.98.140.0 класса C.
Чтобы отделить адрес сети от адреса хоста, используется маска подсети, также представляющая собой 32-битное число. По умолчанию сетям класса A соответствует маска 255.0.0.0, класса B – 255.255.0.0, а сетям класса C – 255.255.255.0, то есть, в двоичном представлении маски, позиции, соответствующие адресу сети, закрыты единицами. Маска подсети может использоваться и для других целей, например, для логического разделения локальных сетей на подсети меньшего масштаба.
Пользователям удобнее работать не с физическими адресами, а с доменными именами сетей и компьютеров в Интернет. Такое имя состоит из разделенных точками символьных обозначений доменов (от лат. dominium – владение.) – фрагментов сети. Справа налево указываются самый обширный, старший домен (первый или верхний уровень), затем более младшие, вложенные один в другой домены, и так далее до самого левого домена, соответствующего конечному узлу сети. В начале доменного имени перед именем сервера может указываться служба Интернета, в которой работает данный узел сети (например, www. – "всемирная паутина" или ftp. – служба пересылки файлов). Часто домены третьего и ниже уровней называют субдоменами или поддоменами.
Домены верхнего уровня обозначают чаще всего двумя (страна) или тремя (тип организации) буквами. Некоторые из них приведены в табл. 4.
Однозначное соответствие между физическими и доменными именами обеспечивается специальной системой доменных имен Интернета – DNS (англ. Domain Name System), состоящей из компьютеров, которые называют DNS-серверами (у каждого домена есть обслуживающий его DNS-сервер). Пользователь имеет дело с доменными именами, а передача данных между компьютерами осуществляется по физическим адресам, автоматически определяемым путем обращения к соответствующим DNS-серверам.
Таблица 4. Некоторые домены верхнего уровня
Домен верхнего уровня | Страна | Домен верхнего уровня | Тип организации |
ca | Канада | com | Коммерческая |
de | Германия | edu | Образовательная |
jp | Япония | gov | Правительственная (США) |
ru | Россия | int | Международная |
uk | Великобритания | net | Компьютерная сеть |
us | США | org | Некоммерческая |
Для доступа к файлу (программе, документу) в Интернете нужно указать URL-адрес (англ. Uniform Resource Locator – унифицированный указатель ресурсов), состоящий из:
· названия протокола, используемого для доступа к файлу и отделенного от последующей части двоеточием и двумя косыми чертами;
· доменного имени компьютера, отделяемого от последующего содержимого косой чертой;
· полного имени файла на компьютере (без указания логического диска), включающего (возможно) путь доступа (перечень вложенных каталогов), собственно имя и расширение файла.
В URL-адресе могут использоваться только латинские буквы (строчные и прописные буквы считаются различными) без пробелов. Путь и имя файла могут отсутствовать, что соответствует обращению к самому компьютеру (серверу).
Для работы с электронной почтой необходимо зарегистрировать на одном из почтовых серверов Интернета свой почтовый ящик, которому присваивается адрес электронной почты. Такой адрес состоит из доменного имени сервера и записанного перед ним логина (имени почтового ящика, его выбирает пользователь при регистрации). Две эти части адреса разделяются символом @ (читается "эт", в России часто используют жаргонное выражение "собака").
Как указано выше, ведущей и наиболее широко используемой на сегодняшний день службой Интернета является "Всемирная паутина" World Wide Web (www), которая охватила большой объем информационных ресурсов. В этой системе легко найти новости, справочные и нормативные материалы, книги, статьи, рефераты, программное обеспечение, мнения и советы экспертов практически по любой теме. Также в www содержится огромное количество мультимедийного контента, такого как графика и анимация, видео- и аудиозаписи, онлайн-игры и т.д.
Служба www основана на представлении документов в виде гипертекста – текста, позволяющего не только последовательное прочтение. Суть дела состоит в том, что элементы гипертекста, такие как фразы, отдельные слова, рисунки могут отсылать к другим фрагментам этого же текста или другим документам, расположенным, возможно, в другом компьютере на другом сервере. Физическое местоположение адресуемого ссылкой сервера не имеет при этом значения. Ссылки (гиперссылки, гиперсвязи) обычно помечаются особым цветом и шрифтом, а переход по ним выполняется автоматически после щелчка мышью по метке. Таким образом, разнообразная информация оказывается связанной между собой переплетающейся паутиной ссылок, а введенные в систему коллективные знания человечества в определенной мере уподобляются индивидуальной памяти, сплетаемой в одно целое ассоциациями и смысловыми связями.
Концепция www на основе гипертекстов была разработана в 1989 г. английским ученым Тимоти Бернерс-Ли для Европейской Лаборатории Физики элементарных частиц, базирующейся в Швейцарии и объединяющей физиков из различных стран мира. Сама концепция гипертекста была предложена американским ученым Теодором Хольмом Нельсоном в 1965 г.
Документ, представленный в WWW называют Web-страницей, а компьютер, на котором расположены такие документы – Web-сервером. Web-страницы создаются с помощью языка разметки гипертекстов HTML (англ. HyperText Markup Language) или более мощного языка XML (англ. eXtensible Markup Language – расширенный язык разметки), есть и другие форматы разметки.
Как правило, формат разметки позволяет определить гиперссылки и организацию текста, включая в него управляющие символы – теги (от англ. tag – метка, ярлык). Форматирование Web-страницы на мониторе определяется как управляющими разметкой тегами, так и конкретными настройками компьютера. На Web-страницы можно помещать рисунки в одном из трех основных графических форматов Web – gif, jpg(jpeg), png, мультимедийные объекты (flash-анимацию, звуковые и видео–файлы), формы для диалога с пользователем, элементы управления (ActiveX), запускающие программы. Такие программы чаще всего составляются на языке программирования Java (Ява), предназначенном для поддержки Web-страниц. Трансляторы с этого языка являются интерпретаторами, что позволяет писать универсальные программы, работающие на разных компьютерах и в разных операционных системах.
Набор связанных в одно целое гиперссылками и переходами Web-страниц образует Web-сайт (он англ. site – место, позиция).
Браузеры постоянно развивались со времен зарождения WWW, становясь все более важной программой типичного персонального компьютера. Современный браузер — это комплексное приложение как для обработки и вывода различных составляющих web‑страницы, так и для предоставления интерфейса между web‑сайтом и его посетителями. Практически все популярные браузеры распространяются бесплатно или в комплекте с другими приложениями, например, браузер Internet Explorer входит в состав операционной системы Windows, браузеры Mozilla Firefox и Opera последних версий являются бесплатными программами, браузер Safari распространяется как часть операционной системы Mac OS.
Управление любым современным браузером достаточно стандартизовано. Как минимум, для комфортной работы в обозревателе необходимы следующие инструменты:
· строка состояния (строка статуса) — нижнее информационное поле окна браузера, содержащее важную дополнительную информацию. Так, в процессе загрузки web‑страницы в строке состояния выводится информация о ее ходе, а при наведении курсора мыши на ссылку в строке состояния показывается соответствующий ссылке адрес URL;
· панель вкладок (иногда панель закладок, Tab bar) — позволяет открывать в текущем окне дополнительные web‑страницы и переключаться между ними. Концепция вкладок позволяет, не отказываясь от возможности открыть ссылку в новом окне браузера, более удобно управлять наборами одновременно открытых web‑страниц.
Указанные панели инструментов обычно включены изначально, а управлять ими можно из меню Вид (View) браузера.
Быстрота поиска информации в таких системах обеспечивается невидимой для пользователя работой специальных программ ("поисковых роботов"), непрерывно сканирующих различные web–сайты и обновляющих списки встречающихся на них терминов (индексы поисковой системы). Таким образом, реально поиск происходит не по "всем серверам Интернета", что было бы нереализуемо технически, а по базе данных поисковой машины, и отсутствие подходящей информации, найденной по запросу, еще не означает, что ее нет в Сети - можно попробовать воспользоваться другим поисковым средством или каталогом ресурсов. Базы данных поискового сервера пополняются не только автоматически. На любой крупной поисковой машине есть возможность проиндексировать свой сайт и добавить его в базу данных. Преимущество поискового сервера – простота работы с ним, недостаток – низкая степень отбора документов по запросу.
Как поисковыми серверами, так и отдельными разработчиками Web-сайтов формируются также рубрикаторы или каталоги – иерархические структуры тем и понятий, передвигаясь по которым пользователь может найти нужные документы или сайты. Пополнение каталога обычно производится самими пользователями после проверки введенных ими данных администрацией сервера. Каталог ресурсов всегда лучше упорядочен и структурирован, но требуется время для поиска нужной категории, которую, к тому же, не всегда легко определить. Кроме того, объем каталога всегда значительно меньше, чем количество сайтов, проиндексированное поисковой машиной.
Web-сайты также можно классифицировать с точки зрения технологии их разработки. Исторически сложившееся в русском языке словосочетание "язык HTML" не отражает того факта, что HTML и XML не являются языками программирования. Тем не менее, чаще всего современная Web-страница – динамическая, то есть, является результатом работы серверной программы, формирующей страницу в ответ на запрос пользователем того или иного адреса URL (в отличие от статической страницы в разметке HTML, хранящейся на сервере в виде файла с расширением .htm или .html). Основными языками серверного программирования являются PHP, Perl, Python и ряд других. Существуют и клиентские языки Web-программирования, такие как Javascript и VB Script. Программа на таком языке, включенная в текст Web-страницы, выполняется не на сервере, а на компьютере-клиенте, с помощью интерпретатора, включенного в браузер пользователя или отдельно установленного.
Сетевая модель OSI (Open Systems Interconnection Reference Model — модель взаимодействия открытых систем) — абстрактная модель для сетевых коммуникаций и разработки сетевых протоколов.
OSI представляет уровневый подход к сети. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится гораздо проще и понятнее.
В 1978 году Международный комитет по стандартизации (ISO) разработал стандарт архитектуры ISO 7498, для объединения различных сетей. В разработке участвовало 7 комитетов, каждому из них был отведён свой уровень. В 1980 году IEEE опубликовал спецификацию 802, детально описавшую механизмы взаимодействия физических устройств на канальном и физическом уровнях модели OSI. В 1984 году спецификация модели OSI была пересмотрена и принята как международный стандарт для сетевых коммуникаций.
Уровни модели OSI
Модель состоит из 7-ми уровней, расположенных вертикально друг над другом. Каждый уровень может взаимодействовать только со своими соседями и выполнять отведённые только ему функции.
3) Сеансовый – Протоколы: ASP, ADSP, DLC, Named Pipes, NBT, NetBIOS, NWLink, Printer Access Protocol, Zone Information Protocol, SSL, TLS, SOCKS
4) Транспортный – Протоколы: TCP, UDP, NetBEUI, AEP, ATP, IL, NBP, RTMP, SMB, SPX, SCTP, DCCP, RTP, STP, TFTP
5) Сетевой - Протоколы: IP, IPv6, ICMP, IGMP, IPX, NWLink, NetBEUI, DDP, IPSec, ARP, RARP, DHCP, BootP, SKIP
6) Канальный (Звена данных) – протоколы: ARCnet, ATM, DTM, SLIP, SMDS, Ethernet, FDDI, Frame Relay, LocalTalk, Token ring, PPP, PPPoE, StarLan, WiFi, PPTP , L2F, L2TP
7) Физический- протоколы: RS-232, RS-422, RS-423, RS-449, RS-485, ITU-T, xDSL, ISDN, T-carrier (T1, E1), модификации стандарта Ethernet: 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T, 1000BASE-T, 1000BASE-TX, 1000BASE-SX
Модель OSI
Сетевая модель OSI (Open Systems Interconnection Reference Model — модель взаимодействия открытых систем) — абстрактная модель для сетевых коммуникаций и разработки сетевых протоколов.
OSI представляет уровневый подход к сети. Каждый уровень обслуживает свою часть процесса взаимодействия. Благодаря такой структуре совместная работа сетевого оборудования и программного обеспечения становится гораздо проще и понятнее.
В 1978 году Международный комитет по стандартизации (ISO) разработал стандарт архитектуры ISO 7498, для объединения различных сетей. В разработке участвовало 7 комитетов, каждому из них был отведён свой уровень. В 1980 году IEEE опубликовал спецификацию 802, детально описавшую механизмы взаимодействия физических устройств на канальном и физическом уровнях модели OSI. В 1984 году спецификация модели OSI была пересмотрена и принята как международный стандарт для сетевых коммуникаций.
Уровни модели OSI
Модель состоит из 7-ми уровней, расположенных вертикально друг над другом. Каждый уровень может взаимодействовать только со своими соседями и выполнять отведённые только ему функции.
3) Сеансовый – Протоколы: ASP, ADSP, DLC, Named Pipes, NBT, NetBIOS, NWLink, Printer Access Protocol, Zone Information Protocol, SSL, TLS, SOCKS
4) Транспортный – Протоколы: TCP, UDP, NetBEUI, AEP, ATP, IL, NBP, RTMP, SMB, SPX, SCTP, DCCP, RTP, STP, TFTP
5) Сетевой - Протоколы: IP, IPv6, ICMP, IGMP, IPX, NWLink, NetBEUI, DDP, IPSec, ARP, RARP, DHCP, BootP, SKIP
6) Канальный (Звена данных) – протоколы: ARCnet, ATM, DTM, SLIP, SMDS, Ethernet, FDDI, Frame Relay, LocalTalk, Token ring, PPP, PPPoE, StarLan, WiFi, PPTP , L2F, L2TP
7) Физический- протоколы: RS-232, RS-422, RS-423, RS-449, RS-485, ITU-T, xDSL, ISDN, T-carrier (T1, E1), модификации стандарта Ethernet: 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T, 1000BASE-T, 1000BASE-TX, 1000BASE-SX
В чем разница? В первом случае перед передачей данных устанавливается соединение. После данные перемещаются строго по установленному соединению. Наиболее популярный пример коммутации каналов – телефонная сеть.
А вот коммутация пакетов работает несколько иначе, и именно к этому типу относятся современные компьютерные сети. Данные делятся на части, также именуемые пакетами. Эти части не зависят друг от друга и передаются отдельно. Каждый пакет может проходить через сеть разными путями.
Главное преимущество второго типа – отказоустойчивость. Например, если какой-то из промежуточных узлов выйдет из строя, данные будут передаваться через доступные для этого узлы. При поступлении пакета на промежуточную точку (узел) определяется дальнейший путь: это и есть маршрутизация. Задача маршрутизации, которая описана выше, должна решаться на всех промежуточных этапах.
Разделение по технологии передачи:
- широковещательные сети (данные, переданные в сеть, доступны всем устройствам этой сети);
- точка-точка (передача от одного устройства к другому, иногда с наличием промежуточных узлов).
По протяженности компьютерные сети делятся на:
- персональные;
- локальные;
- муниципальные;
- глобальные;
- объединение сетей (пример – сеть Интернет).
Рассмотрим каждую из них более подробно:
Стандарты стали решением таких проблем, как несовместимость сетевого оборудования, разные протоколы и несовместимость программного обеспечения. Именно по этим причинам раньше оборудование от разных производителей не взаимодействовало посредством сети.
Используется 2 типа стандартов:
- Dejure (юридические, формальные стандарты).
- De Facto (стандарты фактические).
Первые стандарты принимаются той организацией, которая имеет право их принимать (по формальным законам стандартизации). Вторые же никто целенаправленно не принимал: они установились сами собой, как происходит с новыми технологиями, резко набирающими популярность среди пользователей. Хороший пример такой технологии – стек протоколов TCP/IP, который на данный момент является основой сети Интернет.
Самыми важными стандартами являются:
- ISO (Международная организация по стандартизации) приняла стандарт на эталонную модель взаимодействия открытых систем.
- Консорциум W3C (World Wide Web Consortium) – веб-стандарты.
- IAB (Совет по архитектуре Интернета) – протоколы Интернет.
- IEEE (Институт инженеров по электронике и электротехнике) – технологии передачи информации.
Стоит отметить, что IEEE также принимает стандарты в различных областях электроники и электротехники. Разработкой для стандартов компьютерных сетей занимается их комитет под номером 802:
А вот IAB состоит из нескольких частей:
- IRTF (Группа исследователей Интернет) – долгосрочные исследования на перспективу;
- IETF (Группа проектирования Интернет) – занимается выпуском стандартов на сетевые протоколы;
- RFC (запрос комментариев) – документы, описывающие работу различных протоколов (формально это не стандарты).
Используя другие протоколы, оборудование и программное обеспечение просто не смогут использоваться в сети Интернет.
Каждый из документов RFC обладает своим номером и описывает конкретный интернет-протокол:
- RFC 791 – протокол IP;
- RFC 792 – протокол ICMP;
- RFC 793 – протокол TCP;
- RFC 826 – протокол ARP;
- RFC 2131 – протокол DHCP.
Консорциум W3C отвечает за веб-стандарты. Документы W3C формально не называются стандартами, а именуются рекомендациями.
К рекомендациям World Wide Web Consortium относятся:
- HTML;
- CSS;
- XML;
- архитектура веб-сервисов.
Итак, стандарты предназначены для того, чтобы работать с Интернетом с любого устройства, с любой операционной системы, независимо от производителя и используемого программного обеспечения. Чтобы лучше разобраться в тонкостях работы протоколов и технологий, читайте стандарты IEEE, рекомендации W3C и документы RFC.
Продолжаем разбирать компьютерные сети и переходим к протоколам.
К слову, модель TCP/IP во многом перекликается с приведенной выше OSI, так как функции многих уровней совпадают:
Читайте также: