Сетевые протоколы и стандарты реферат

Обновлено: 05.07.2024

Продолжающееся быстрое развитие Internet, протоколов и стандартов, связанных с Сетью, требует систематизации и упорядочения достигнутых результатов. Этой цели служат периодически обновляемые документы, издаваемые Управляющим советом по вопросам архитектуры Internet (IAB ? Internet Architecture Board).

Продолжающееся быстрое развитие Internet, протоколов и стандартов, связанных с Сетью, требует систематизации и упорядочения достигнутых результатов. Этой цели служат периодически обновляемые документы, издаваемые Управляющим советом по вопросам архитектуры Internet (IAB - Internet Architecture Board). Однако, несмотря на многообразие этих документов, ни один из них не дает достаточно полной и ясной картины о статусе выпускаемых документов и стадиях их разработки. Даже в совокупности они дают очень слабое представление о взаимоотношениях между протоколами и стандартами Internet.

RFC Index (перечень RFC - Request for Comments) - список всех изданных RFC в порядке возрастания номеров, дополняемый по мере их появления.
Internet official protocol standards (официальный перечень стандартов по протоколам Internet) - периодически обновляемый документ, где излагается общая характеристика процесса стандартизации в Internet, перечни вновь изданных RFC и обобщающие перечни протоколов, группируемые по стадиям стандартизации и иным признакам. Последняя версия этого документа изложена в RFC 2400.
RFC Summary Numbers (сводный перечень номеров RFC) переиздается, начиная с номера 699, через каждые 100 номеров и содержит перечни с краткими аннотациями каждых 100 предыдущих номеров RFC.
Assigned Numbers (присвоенные номера) - перечисляются присвоенные значения параметров, используемых в различных протоколах (например, адреса Internet, имена регионов, протокольные коды IP, номера портов TCP, коды опций Telnet, наименования типов терминалов).

Рис. 1. Динамика разработки документов RFC

Можно отметить, по меньшей мере, две существенные особенности документов RFC, отличающие их от нормативных документов других организаций. Во-первых, RFC охватывают самый широкий круг технических материалов, начиная от обязательных стандартов, включая предложения по стандартам, информационные сведения и кончая устаревшими документами, имеющими чисто историческую значимость.

Кроме того, RFC никогда не переиздаются и не пересматриваются с тем же номером. Пересмотренный протокол издается под другим номером, а прежние сохраняются в каталогах под прежними номерами.

информационные (informational);
экспериментальные (experimental);
предложения по стандартам (proposed standards);
проекты стандартов (draft standards);
стандарты (standards);
исторические (historic).

обязательные (required);
рекомендуемые (recommended);
избирательного применения (elective);
ограниченного применения (limited use);
не рекомендуемые (not recommended).

Протоколы проходят три стадии созревания: предложение по стандарту, проект и стандарт, подвергаясь на каждой стадии тщательному анализу и тестированию. Предложение по стандарту может стать проектом только при наличии минимум двух независимых реализаций и рекомендации Инженерной группы управления Internet (IESG - Internet Engineering Steering Group). Продвижение от проекта к стандарту требует обычно эксплуатационной проверки и демонстрации взаимодействия с двумя или более реализациями и также рекомендации IESG.

От предложения до проекта стандарта минимальная задержка составляет 6 месяцев, от проекта до стандарта - 4 месяца. Фактические же задержки могут достигать нескольких лет.

Протоколы, разработанные другими организациями по стандартизации или поставщиками и представляющие информационный интерес, либо по каким то другим причинам не входящие в предмет рассмотрения IESG, помечаются как информационные. Информационные документы не имеют статуса.

Общее правило присвоения номеров STD состоит в том, что отдельный номер STD присваивается, если спецификация логически отделена от других. Такой логически отдельной опции присваивается отдельный номер, в то время как не опциональные расширения используют один и тот же номер SТD в качестве базовой спецификации. В подобных случаях документы, определяющие конкретный стандарт, должны ссылаться друг на друга.

Помимо этого протоколы (в основном экспериментальные и исторические) могут получить один из следующих статусов:

С 1995 году IAB ввоцедуре принятия предложений по стандартам. Статус этих документов определен в RFC 1818, а документы BCP имеют свою независимую нумерацию. К сегодняшнему дню разработано 25 RFC в статусе BCP, однако при формальном группировании RFC по RFC 2400 документы BCP в отдельный класс не выделяются.

Рис. 2. Классификация протоколов Internet

Изложенная классификация протоколов в схематическом виде представлена на рис. 2. К сожалению, фактическая классификация конкретных документов и протоколов Internet как в самом RFC 2400, так и в других перечисленных регламентирующих и обобщающих документах IAB не обладает четкостью этого рисунка и страдает иногда нелогичностью и противоречивостью.

Таблица 1. Количественное распределение протоколов
Internet по стадиям разработки

Стадия разработки	Действующие	Устарелые	Всего
Стандарт	55	2	57
Проект стандарта	65	21	86
Предложение по стандарту	374	78	452
Экспериментальные	122	24	146
Лучшая современная технология	24	1	25
Информационные	516	61	577
Исторические	49	51	100
Не известна	740	168	908
Пустые номера RFC	—	—	77
ВСЕГО	1945	406	2428

Анализ перечисленных документов IAB позволил выявить следующую статистику количественного распределения документов RFC и протоколов Internet по стадиям разработки.

Все документы RFC, как и протоколы Internet, можно подразделить по другому признаку еще на две группы: документы, определяющие внутреннее функционирование Internet, и документы, определяющие взаимодействие Internet с сетями других типов. При этом ко второй группе относится около 277 (из 2331) документов RFC (включая устарелые и исторические). По относительному количеству выпущенных документов попытаемся косвенно оценить заинтересованность Internet во взаимосвязи с другими сетевыми технологиями и сетевыми архитектурами.

Эта статистика не показывает, однако, динамики взаимоотношений. Так, если взаимосвязь Internet с устарелыми (ARPANET) или достаточно зрелыми, но в чем-то устаревающими системами (IPX Novell, AppleTalk), постепенно вытесняемыми самой Internet, стабилизировалась (судя по отсутствию новых RFC) в начале 80-х, то с конца 80-х началась проработка взаимосвязей с развивающимися новыми архитектурами Frame Relay, ATM, а также привлечение и освоение ресурсов, наработанных в ISO, ITU-T, что и отразилось в появлении соответствующих RFC.

C 1990 года IAB ввел новую серию документов под названием FYI (For Your Information), которые носят информационный характер и должны обеспечить пользователей Internet централизованным справочником по наиболее важным темам и обобщающим вопросам (терминология, ответы на часто задаваемые вопросы относительно Internet и т.п.). Документы FYI имеют свою независимую нумерацию, и помещаются отдельным разделом в RFC Index, но не анализируются в RFC 2300. Издано 32 документа FYI, большинство из которых имеют своими дубликатами документы RFC.

Взаимосвязи между протоколами Internet

Уровневая архитектура протоколов Internet во многом соответствует концепции семиуровневой архитектуры протоколов эталонной модели OSI. Основное различие этих двух архитектур состоит в том, что протоколы трех верхних уровней эталонной модели OSI - прикладного, представления данных и сеансового в Internet, как правило, объединяются в один уровень - прикладной. Обобщенный профиль основных прикладных и коммуникационных протоколов Internet приведен на рис. 3.

Рис. 3. Основополагающие протоколы Internet и взаимосвязи между ними

Основными изначальными прикладными службами Internet были и остаются службы передачи файлов, электронной почты и обмена новостями, виртуальных терминалов и справочная служба. В каждой из таких областей шло постоянное развитие исходных и создание новых более эффективных протоколов, основные из которых, используемые сегодня перечислены на рисунке. Кроме того изначально применялись протоколы, выполняющие ряд вспомогательных, но повышающих эффективность работы функций - протоколы информирования о времени (TIME, NTP), получения собственных идентификаторов (BOOTP), получения информации об окружающей системе (Finger), диагностические протоколы (Echo) и др.

На прикладном уровне Internet используются также разработанные в рамках архитектуры OSI прикладные протоколы электронной почты Х.400 и справочной службы Х.500.

На уровне звена данных (канальном уровне) изначально использовался протокол SLIP, который сегодня фактически вытеснен протоколом двухпунктовых соединений PPP, поддерживающим как асинхронные (байт-ориентированные стартстопные), так и синхронные (бит-ориентированные) двунаправленные кабельные или модемные соединения. В последнее время дополнительно разработаны и успешно используются специальные стандарты для передачи IP-трафика по сетям различных архитектур, которые более полно учитывают особенности этих сетей. Кроме того на этом уровне часто используются (с применением инкапсуляции) протоколы других архитектур (Frame Relay, HDLC (в подсетях X.25), SDLC (в подсетях SNA), DDCMP (в подсетях DECNet), протоколы LAN и др.

На физическом уровне в сети Internet могут быть использованы практически все широко известные протоколы и интерфейсы физического уровня, стандартизованные ITU-T (CCITT), EIA, ISO, Frame Relay Forum, ATM Forum, протоколы и интерфейсы LAN, SDH (SONET) и др. Единственным ограничением, налагаемым протоколом РРР на физический уровень, является наличие дуплексного канала, выделенного или коммутируемого, работающего в асинхронном или синхронном последовательном режиме, прозрачном для пакетов уровня PPP. На скорости передачи данных и тип интерфейса никаких ограничений не налагается.

Стандартизация протоколов защиты информации на всех уровнях Internet пока недостаточно зрелая - сегодня по этим вопросам нет ни одного принятого стандарта. Однако проработка вопросов защиты информации ведется достаточно активно - в стадии рассмотрения находится 14 предложений по стандартам и еще большее число документов находятся в экспериментальной и информационной стадиях.

Взаимосвязь с другими сетями и архитектурами

Большие информационные и коммуникационные возможности Internet, с одной стороны, наличие современных высокоскоростных сетевых технологий, а также прикладных программ других сетевых архитектур с более широкими и гибкими возможностями, с другой стороны, приводят к общей практической заинтересованности во взаимном обогащении прикладных и коммуникационных ресурсов различных сетей.

Как уже отмечалось, вопросам взаимодействия Internet с другими сетями посвящено 290 документов RFC, отражающих используемые на практике конфигурации взаимодействия. Основные из таких конфигураций отражены на рис. 4, где указаны также соответствующие документы RFC, определяющие взаимодействие протоколов Internet с другими протоколами.

Можно выделить два основных подхода к взаимодействию Internet с другими сетевыми архитектурами и сетевыми технологиями.

Использование на нижних уровнях Internet современных высокоскоростных протоколов типа типа FDDI, Fast Ethernet, Frame Relay, ATM и др., повышающее эффективность работы прикладных протоколов Internet.
Использование более эффективных прикладных программ других сетевых архитектур (типа OSI, SNA) для работы по практически апробированным, достаточно зрелым и широко распространенным коммуникационным протоколам Internet.

Метод инкапсуляции протоколов определен в рекомендациях ITU-T I.363, I.365, Q.2119, стандартах ANSI T1.617a, Frame Relay Forum FRF.3.1 и в RFC 1490. На рис. 4 взаимодействие различных протоколов методом инкапсуляции изображено стрелками.

Метод преобразования услуг использован в показанном на рис. 4 взаимодействии протоколов Internet с прикладными протоколами OSI. В RFC 1006 (стандарт STD 35) определен механизм, позволяющий протоколу транспортного уровня ТР 0 (простой класс) по ISO/IEC 8073 (и, следовательно, любым прикладным программам OSI, работающим по ТР 0) функционировать над протоколом TCP Internet при использовании услуг протокола IP. В результате логические объекты всех верхних уровней OSI (прикладного, представления данных и сеансового) могут функционировать нормально, не ощущая того, что все они работают по TCP/IP.

Протокол по RFC 1006/2126 и ISO/IEC 14766 преобразует услуги протокола TCP Internet в стандартные по ISO/IEC 8348 услуги сетевого уровня OSI в режиме с установлением соединения (CONS), которые затем используются протоколом TP 0 или TP 2 по ISO/IEC 8073. Кроме того указанный протокол инкапсулирует протокольные блоки ISO/IEC 8073 в пакеты протокола ТСР. При этом все основные аспекты услуг транспортного уровня по ISO/IEC 8072 сохраняются, за исключением параметра качества услуг.

Рис. 4. Взаимосвязь протоколов Internet с протоколами других сетевых архитектур и технологий

Наряду с широко известными сетевыми архитектурами и сетевыми технологиями OSI, X.25, ISDN, Frame Relay, ATM, SDH/SONET, а также стандартными технологиями локальных сетей семейства IEEE 802 (Ethernet, Token Ring, FDDI) на рис. 4 изображены взаимосвязи Internet с другими менее известными технологиями.

Поскольку служба NetBIOS сконструирована на основе различных протоколов и различного оборудования, то для обеспечения взаимодействия NetBIOS в Internet RFC 1001 и 1002 определили стандартный протокол для функционирования прикладных программ NetBIOS над протоколами TCP и UDP. Кроме того, поскольку для выполнения некоторых приложений NetBIOS типа серверов файлов ПК не подходят, то RFC 1001 и 1002 определили возможность построения реализаций на системах любого типа, где имеется комплект протоколов TCP/IP.

С другой стороны, RFC 1088 определил стандартный метод инкапсуляции датаграмм протокола IP в датаграммы NetBIOS с тем, чтобы обеспечить возможность работы в компьютерах сети NetBIOS прикладных программ Internet, работающих над IP. Кроме того определено преобразование 4-байтовых адресов IP в 16-байтовые имена NetBIOS. Использование маршрутизаторов, способных инкапсулировать пакеты IP в обычные протоколы уровня звена данных (типа протоколов локальных сетей), а также в датаграммы NetBIOS, позволяют компьютерам NetBIOS взаимодействовать со всей Internet.

Протокол PPP обеспечивает стандартный метод транспортирования многопротокольных датаграмм по двухпунктовым каналам. PPP определяет расширяемый Link Control Protocol и поддерживает семейство различных протоколов сетевого уровня NCP (Network Control Protocols). RFC 2097 определил один из протоколов NCP, поддерживаемых PPP, для функционирования протокола сетевого уровня NBFCP сети NetBIOS над PPP.

Высокопроизводительный параллельный интерфейс HIPPI, разработанный в конце 80-х - начале 90-х рабочей группой ANSI X3T9.3 HIPPI, представляет собой простой канал данных. Пара таких каналов обеспечивает одновременный прием и передачу данных на скорости 800 Мбит/с и факультативно 1600 Мбит/с.

Документы RFC Index:

Следует учесть, что содержимое RFC Index по всем указанным адресам не идентичное. Если, например, по первому из адресов RFC Index содержит только перечень номеров RFC (без названий документов), форматы RFC (указываемые расширением имени файла) и емкость электронной версии документа в Кбайт, то по последнему из перечисленных адресов содержится наиболее подробный RFC Index с указанием дополнительно наименования документа, фамилий авторов, даты издания, устарелых или обновляемых версий документа и стадии разработки протокола.

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:

Благодаря возникновению и развитию сетей передачи данных появился новый, высокоэффективный способ взаимодействия между людьми.

Первоначально сети использовались для научных исследований, но в последствии они стали проникать буквально во все области человеческой деятельности. При этом, решая конкретные задачи для конкретных групп пользователей, большинство сетей существовало совершенно независимо друг от друга.

Построить универсальную физическую сеть мирового масштаба из однотипной аппаратуры просто невозможно. Одним нужна высокоскоростная сеть для соединения машин в пределах здания, а другим - надежные коммуникации между компьютерами, разнесенными на сотни километров. Вот именно тогда возникла идея объединить множество физических сетей в единую глобальную сеть, в которой использовались бы как соединения на физическом уровне, так и новый набор специальных "соглашений" или протоколов.

Эта технология, получила широкое развитие в сети Интернет, позволив компьютерам взаимодействовать друг с другом независимо от того, к какой сети они подсоединены.

Осознав всю важность идеи массового объединения, несколько правительственных организаций в США стали работать над ее реализацией. И наибольшего успеха в этом добилось агентство Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), создавшее стек протоколов TCP/IP. Серия протоколов TCP/IP - яркий пример открытой системы.

Так как, удельное количество персональных компьютеров объединенных в сети неуклонно возрастает, изучение сетевых стандартов и протоколов является на сегодняшний день обязательным и неотъемлемым для любого специалиста по информационным технологиям.

Поскольку вопросы рассмотрения темы сетевых протоколов и стандартов приобретают особую актуальность.

Важную значимость, данная тема имеет и в аспекте выбора того или иного способа построения компьютерной сети, отвечающей заданному набору требований.

В работе детальным образом рассмотрены понятия, характеристика и применение сетевых протоколов.

Целью данной работы является изучение сетевых протоколов их характеристика и применение.

1.Теоретическая часть

Сетевые протоколы их характеристика и применение

1.1. Понятие сетевых протоколов

Понятие "протокол" чаще применяют при описании правил взаимодействия компонент одного уровня, расположенных на разных узлах сети. Согласованный набор протоколов разных уровней, достаточный для организации межсетевого взаимодействия, называется стеком протоколов.

При этом соотношение между протоколом называют формально определенной процедурой взаимодействия.

Протоколом - средством, реализующим эту процедуру, аналогично соотношению между алгоритмом решения некоторой задачи и программой, решающей эту задачу.

Любой протокол может иметь несколько программных реализаций: протокол IPX, реализованный компанией Microsoft для Windows NT в виде программного продукта NWLink, имеет характеристики, отличающиеся от реализации этого же протокола компанией Novell.

Именно поэтому, следует учитывать при сравнении протоколов не только логику их работы, но и качество программных решений. Другим не мало важным моментом влияющим, на эффективность взаимодействия устройств в сети является качество всей совокупности протоколов, составляющих стек, то есть, насколько рационально распределены функции между протоколами разных уровней и насколько хорошо определены интерфейсы между ними.

Протоколы реализуются коммуникационными устройствами, а не только программно-аппаратными средствами компьютеров. В зависимости от типа устройства, в нем должны быть встроены средства, реализующие некоторый набор сетевых протоколов.

Существует два основных типов протоколов:

- Первая группа протоколов с установлением соединения (connection-oriented network service, CONS) перед обменом данными отправитель и получатель должны сначала установить логическое соединение, то есть договориться о параметрах процедуры обмена, которые будут действовать только в рамках данного соединения. После завершения диалога они должны разорвать это соединение. Когда устанавливается новое соединение, переговорная процедура выполняется заново. Например телефон.

И так протокол — набор правил, благодаря которым возможна передача данных между компьютерами. Эти правила работают в рамках модели ISO/OSI и не могут отступать от нее ни на шаг, поскольку это может повлечь за собой не совместимость оборудования и программного обеспечения.

Каждый уровень модели ISO/OSI обладает своими особенностями, и реализовать все особенности в рамках одного протокола невозможно. Мало того, это даже невыгодно, поскольку значительную часть логики можно разрабатывать на уровне аппаратного обеспечения, что приводит к ускорению работы с данными. Исходя из этих соображений, было разработано множество узконаправленных протоколов, каждый из которых с максимальной отдачей и быстродействием выполняет свою задачу.

(Низкоуровневые протоколы реализуются на аппаратном уровне, что позволяет добиться их максимального быстродействия.)

- Высокоуровневых протоколов, то они постоянно разрабатываются и совершенствуются. В этом нет ничего плохого, даже наоборот: всегда существует возможность придумать новый, более эффективный, способ передачи данных

(Как правило, высокоуровневые протоколы реализуются в виде драйверов к сетевому оборудованию для работы в разных операционных системах. )

Существует множество различных протоколов, каждый из которых имеет свои особенности. Одни протоколы имеют широкое применение, другие имеют более узконаправленное применение.

Стоит также упомянуть тот факт, что для каждого протокола нужно свое, определенное условие для использования. Иногда применение одного протокола выгодно для небольшое группы компьютеров и крайне невыгодно для большого количества компьютеров, с несколькими маршрутизаторами и подключением к Интернету.

1.2. Характеристика сетевых протоколов

Протокол CSMA/CD является базовым для построения корпоративных вычислительных сетей (КВС). Известные теоретические соотношения для расчета пропускной способности, полученные с введением большого количества допущений, не позволяют судить об их полной адекватности реальным процессам.

Для выполнения исследований в лаборатории кафедры ВМСС создан стенд, состоящий из трех PC-совместимых машин: Pentium I (MMX 200 MHz. ОЗУ 160 Мбайт; сетевая карта Intel 21041; CDROM; OC Windows 2000 AS); Pentium II (233 MHz, ОЗУ 288 Мбайт, сетевая карта Intel 21041, CDROM, ОС Windows 2003 AS); Pentium II (233 MHz, ОЗУ 288 Мбайт, сетевая карта Realtek 8139, CDROM, ОС LinuxRedHat 8.0), а также одной SPARC-станции (SS1+), концентратора Prime Dual PD-8ABH, концентратора SURECOM EtherPerfect 508T, коммутатора COMPEX SAS2224, маршрутизатора CISCO 2600.

Разработан комплекс программных средств, включающий в себя: измеритель коллизий в виде доработанного драйвера сетевой карты 8139too.c; генератор сетевого трафика tg, позволяющий формировать пакеты по заданным настройкам; сетевой анализатор tcpdump, позволяющий фиксировать время прихода пакета из сети в устройство и время возврата пакета в сеть; утилиту ping , которая совместно с tcpdump позволяет методом зеркалирования измерять задержки, вносимые каждым устройством..

Вся работа проходит в среде ОС Linux Red Hat v8.0.

Разработаны методики проведения измерительных экспериментов и разработана инструкция по использованию средств стенда.:

-Использование стенда модели – это эффективный способ изучения работы оборудования и программного обеспечения в сетевых режимах;

-Метод зеркалирования позволяет оценить временные задержки практически любого сетевого узла;

-Экспериментальное изучение теоретически установленных зависимостей выявляет специфичные практические нюансы поведения оборудования и программного обеспечения.

1. Основные характеристики

До 30 одновременных постоянных виртуальных соединений (PVC), обеспечивающих множество одновременных направлений

Качество обслуживания асинхронный режим передачи (АТМ) для каждого PVC : фиксированная (CBR), переменная (VBR-nrt) и неопределенная скорость передачи (UBR), с формированием верхнего трафика для каждого соединения (VP / VC)

Многопротоколовая инкапсуляция RFC1483 / 2684 для AAL5 / ATM : поддерживается уплотнение как на основе стандартного протокола сетевого доступа (LLC / SNAP), так и виртуального соединения (VC)

Независимость от платформы

2. Характеристики мостов

Многопортовый (до 10 PVC) самообучающийся прозрачный мост согласно IEEE 802.1D для внутренних соединений локальной сети

Порты дистанционных мостов изолированы друг от друга

Мгновенное срабатывание мостов (свыше 160.000 Гц)

3. Характеристики передачи данных по коммутируемой сети (реле двухточечной связи РРР)

Двухточечный протокол асинхронного режима передачи (АТМ) посредством передачи из РРРоА в протокол туннелирования двухточечного соединения (РРТР)

Множество туннелей РРТР для каждого конечного пользователя, обеспечивающие одновременные соединения в виртуальной частной сети (VPN) между множеством сетевых устройств и направлений

Сетевые протоколы для АТМ (IpoA) :

Поддержка для непронумерованных сетевых протоколов и для множественных адресов сетевых протоколов

"Истинная" классическая инкапсуляция сетевых протоколов для АТМ RFC1577 / 2225: поддерживает протоколы ATMARP и InATMARP, основанные на RFC1293.

Сетевые протоколы для Ethernet (IpoE) :

Инкапсуляция маршрутизации RFC1483 / 2684 MAC (RFC1483 / 2684 соединены)

Поддержка для непронумерованных сетевых протоколов и для множественных адресов сетевых протоколов

Встроенные клиенты двухточечной связи (РРР):

PPP RFC2364 для инкапсуляции ATM

PPP RFC2516 для инкапсуляции Ethernet

Завершение сеансов с множественными РРР согласно RFC1661

Графический интерфейс пользователя для передачи данных по коммутируемой сети, позволяющий устанавливать сеанс РРР с провайдером услуг.

Аутентификация принципа сеанса, протокол аутентификации пароля PAP (RFC1334), протокол аутентификации вызов-приветствие CHAP (RFC1994 / 2484) и протокол MS-CHAP (RFC2443).

Авто-конфигурация IPCP (RFC1331 / 1877)

Режимы РРР с входным набором, автоматическим набором по требованию и с постоянным включением

Спуфинг от протокола DHCP к РРР

Опция маски подсети для управляющего протокола Интернет (IPCP) : доступ в Интернет для множества компьютеров в ходе одного сеанса РРР без преобразования сетевых адресов NAT/РАТ (с использованием множественных адресов сетевых прооколов).

5. Маршрутизация сетевых протоколов

Многопортовый маршрутизатор (до 20 PVC)

Автоматические маршруты (двухточечная связь, локальная сеть)

Маршрутизация источника и назначения

Динамическая маршрутизация RIPv1 (RFC1058) и RIPv2 (RFC1723 / 2453), конфигурируемая для интерфейса – позволяет резервирование блоков автоматизации (BAS)

Не зависящая от класса маршрутизация между доменами (CIDR – RFC1518 / 1519): организация подсетей и суперсетей (RFC1338), маски подсетей с изменяемой длиной (VLSM – RFC1009); поддержка для 31-битовых префиксов (RFC3021).

Поддержка для протокола разрешения адресов (ARP) RFC826 : ARP модуля доступа (RFC826) с использованием конфигурируемой таблицы ARP.

Мгновенное срабатывание маршрутизации.

1.3. Применение сетевых протоколов

При использовании протокола для образования виртуальной сети нужно понимать какой именно сетевой протокол использовать. Такие коммутаторы называют коммутаторами 3-го уровня, так как они совмещают функции коммутации и маршрутизации. Каждая виртуальная сеть получает определенный сетевой адрес - как правило, IP или IPX.

Очень удобна тесная интеграция коммутации и маршрутизации для построения виртуальных сетей, так как в этом случае не требуется введения дополнительных полей в кадры, к тому же администратор только однократно определяет сети, а не повторяет эту работу на канальном и сетевом уровнях. Принадлежность конечного узла в этом случае задается традиционным способом - с помощью задания сетевого адреса.

Порты коммутатора также получают сетевые адреса, причем могут поддерживаться нестандартные для классических маршрутизаторов ситуации, когда один порт может иметь несколько сетевых адресов, если через него проходит трафик нескольких виртуальных сетей, либо несколько портов имеют один и тот же адрес сети, если они обслуживают одну и ту же виртуальную сеть.

При передаче кадров в пределах одной и той же виртуальной сети коммутаторы 3-го уровня работают как классические коммутаторы 2-го уровня, а при необходимости передачи кадра из одной виртуальной сети в другую - как маршрутизаторы.

Однако, использование сетевого протокола для построения виртуальных сетей ограничивает область их применения только коммутаторами 3-го уровня и узлами, поддерживающими сетевой протокол. Обычные коммутаторы не смогут поддерживать такие виртуальные сети и это является большим недостатком.

За бортом также остаются сети на основе немаршрутизируемых протоколов, в первую очередь сети NetBIOS.

По этим причинам наиболее гибким подходом является комбинирование виртуальных сетей на основе стандартов 802.1 Q/p с последующим их отображением на "традиционные сети" в коммутаторах 3-го уровня или маршрутизаторах. Для этого коммутаторы третьего уровня и маршрутизаторы должны понимать метки стандарта 802.1 Q.

2. Практическая часть

Решение экономической задачи

2.1. Постановка задачи

Цели классифицируются следующим образом:

-функциональные (снижение времени выполнения процесса производства, продажи, доставки, сокращение времени простоя, повышение степени удовлетворенности клиентов, повышение качества продукции и т.д.);

-финансовые (увеличение прибыли, снижение затрат на производство, снижение административных расходов и т.д.);

-социальные (сохранение рабочих мест, повышение квалификации кадров, эргономическая организация рабочих мест и т. д.);

-расчетные (рассчитать заработную плату, амортизационные отчисления, прибыль и т.д.).

Цель решения данной задачи является расчетная, так как нужно произвести расчет платежа по кредиту клиентом банка.

2.1.2. Условие задачи

Произвести расчет платежа по кредиту клиентом банка (Таблица. 2.1). Ежемесячное погашение кредита осуществляется равными (аннуитетными) платежами.

Погашение основного долга определяется как отношение суммы кредита к количеству месяцев, на которые выдан кредит. Результаты округлить до целого, используя функцию ОКРУГЛ().

Сумма процентов определяется как произведение суммы текущего остатка по кредиту на процентную ставку в месяц. Процентная ставка в месяц равна отношению процентной ставки кредита к количеству месяцев, на который выдан кредит.

Сумма текущего остатка по кредиту определяется как разница между суммой предыдущего остатка по кредиту и текущей суммы погашения основного долга.

Платеж по кредиту определяется как сумма текущей суммы процента по кредиту и текущей суммы погашения основного долга.

Результаты округлить до целого, используя функцию ОКРУГЛ(). Для того, чтобы итоговая сумма погашения основного долга равнялась сумме выданного кредита, использовать функцию ЕСЛИ() для отражения остатков по платежу в последнем платеже. Сумма последнего платежа по погашению основного долга будет больше, чем платежи за предыдущие месяцы.

По данным (Таблицы 2.1) построить гистограмму с отражением платежей по кредиту по месяцам.

№ п/пПонятиеОпределение1Компьютерная Сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных)система связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование).2Кадр ( frame,

Сетевые протоколы и стандарты

Другие дипломы по предмету

К сожалению, стек протоколов IPX/SPX изначально ориентирован на обслуживание сетей небольшого размера, поэтому в больших сетях его использование малоэффективно: излишнее использование широковещательного вещания на низкоскоростных линиях связи недопустимо.

На физическом и канальном уровнях стек OSI поддерживает протоколы Ethernet, Token Ring, FDDI, а также протоколы LLC, X.25 и ISDN, то есть использует все разработанные вне стека популярные протоколы нижних уровней, как и большинство других стеков. Сетевой уровень включает сравнительно редко используемые протоколы Connectionoriented Network Protocol (CONP) и Connectionless Network Protocol (CLNP). Протоколы маршрутизации стека OSI это ES-IS (End System - Intermediate System) между конечной и промежуточной системами и IS-IS (Intermediate System - Intermediate System) между промежуточными системами. Транспортный уровень стека OSI скрывает различия между сетевыми сервисами с установлением соединения и без установления соединения, так что пользователи получают требуемое качество обслуживания независимо от нижележащего сетевого уровня. Чтобы обеспечить это, транспортный уровень требует, чтобы пользователь задал нужное качество обслуживания. Службы прикладного уровня обеспечивают передачу файлов, эмуляцию терминала, службу каталогов и почту. Из них наиболее популярными являются служба каталогов (стандарт Х.500), электронная почта (Х.400), протокол виртуального терминала (VTP), протокол передачи, доступа и управления файлами (FTAM), протокол пересылки и управления работами (JTM)./SMB

Достаточно популярный стек протоколов, разработкой которого занимались компании IBM и Microsoft, соответственно, ориентированный на использование в продуктах этих компаний. Как и у TCP/IP, на физическом и канальном уровне стека NetBIOS/SMB работают стандартные протоколы, такие как Ethernet, Token Ring и другие, что делает возможным его использование в паре с любым активным сетевым оборудованием. На верхних же уровнях работают протоколы NetBIOS (Network Basic Input/Output System) и SMB (Server Message Block).

Протокол NetBIOS был разработан в середине 80-х годов прошлого века, но вскоре был заменен на более функциональный протокол NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface), позволяющий организовать очень эффективный обмен информацией в сетях, состоящих не более чем из 200 компьютеров.

Для обмена данными между компьютерами используются логические имена, присваиваемые компьютерам динамически при их подключении к сети. При этом таблица имен распространяется на каждый компьютер сети. Поддерживается также работа с групповыми именами, что позволяет передавать данные сразу нескольким адресатам.

Однако NetBEUI обладает и существенным недостатком: он полностью лишен понятия о маршрутизации пакетов, поэтому его использование в сложных составных сетях не имеет смысла.

Что касается протокола SMB (Server Message Block), то с его помощью организуется работа сети на трех самых высоких уровнях - сеансовом, уровне представления и прикладном уровне. Именно при его использовании становится возможным доступ к файлам, принтерам и другим ресурсам сети. Данный протокол несколько раз был усовершенствован (вышло три его версии), что позволило применять его даже в таких современных операционных системах, как Microsoft Vista и Windows 7. Протокол SMB универсален и может работать в паре практически с любым транспортным протоколом, например TCP/IP и SPX.

Стек протоколов DECnet (Digital Equipment Corporation net) содержит 7 уровней. Несмотря на разницу в терминологии, уровни DECnet очень похожи на уровни OSI-модели. DECnet реализует концепцию сетевой архитектуры DNA (Digital Network Architecture), разработанную фирмой DEC, согласно которой разнородные вычислительные системы (ЭВМ разных классов), функционирующие под управлением различных операционных систем, могут быть объединены в территориально-распределенные информационно-вычислительные сети.

Протокол SNA (System Network Architecture) компании IBM предназначен для удаленной связи с большими компьютерами и содержит 7 уровней. SNA основана на концепции главной (хост) -машины и обеспечивает доступ удаленных терминалов к мейнфреймам IBM. Основной отличительной чертой SNA является наличие возможности доступа каждого терминала к любой прикладной программе главной ЭВМ. Системная сетевая архитектура реализована на базе виртуального телекоммуникационного метода доступа (Virtual Telecommunication Access Method - VTAM) в главной ЭВМ. VTAM управляет всеми линиями связи и терминалами, причем каждый терминал имеет доступ ко всем прикладным программам.

.4 Стандартизация сетей

Сетевой стандарт - это набор правил и соглашений, используемых при создании локальной сети и организации передачи данных с применением определенной топологии, оборудования, протоколов и т. д.

Стандартизация в области телекоммуникаций.

Важнейшим аспектом развития современных телекоммуникационных систем является их стандартизация. Стандартизация необходима всем, кто связан с миром телекоммуникаций, включая производителей электронных компонентов, изготовителей аппаратуры, разработчиков сетей и конечных пользователей. Прежде всего, стандартизация означает массовость производства, что ведет к низким ценам и широкому распространению технологии. Выбор и утверждение стандарта это процесс не только технический, но и политический. Как правило, различные фирмы прорабатывают альтернативные варианты будущей технологии. От того, какой из них будет утвержден в качестве стандарта, зависят и объемы будущих прибылей. Поэтому, чтобы стандарт действительно стал общепризнанным, стандартизирующая организация должна быть чрезвычайно авторитетной, а сама процедура утверждения максимально открытой и беспристрастной.

Разработкой стандартов объединенных сетей занимаются самые разные организации путем проведения форумов, превращения неформальных обсуждений в формальные спецификации и распространения их после стандартизации. Большинство организаций, занимающихся стандартизацией, создают формальные стандарты путем проведения специальных мероприятий: формулирования организационных идей, обсуждения подходов, разработки черновых стандартов, голосования по всем или некоторым аспектам. После этого официально издается законченный стандарт.

Наиболее известные организации, занимающиеся стандартизацией объединенных сетей:

Международная организация по стандартизации ( International Organization for Standardization - ISO ). ISO является международной организацией, отвечающей за самые различные стандарты, включая многие из тех, которые относятся к сетям. Ее самым известным вкладом в стандартизацию сетей является разработка модели OSI и набора протоколов OSI.

Американский национальный институт стандартов (American National Standards Institute - ANSI). Институт ANSI входит в состав ISO и является координатором групп по стандартизации, формируемых в США на общественных началах. В ANSI был разработан интерфейс распределенной передачи данных по оптоволоконным каналам (Fiber Distributed Data Interface - FDDI) и другие коммуникационные стандарты.

Ассоциация электронной промышленности (Electronic Industries Association - EIA). Ассоциация EIA разрабатывает стандарты передачи данных по электрическим сетям, в том числе и по компьютерным сетям. В EIA разработан широко используемый стандарт EIA/TIA-232 (ранее известный как RS-232).

Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (Institute of Electrical and Electronic Engineers - IEEE). IEEE является профессиональной организацией, разрабатывающей сетевые и другие стандарты. В IEEE разработаны широко используемые стандарты локальных сетей IEEE 802.3 и IEEE 802.5.

Международный союз по телекоммуникациям, сектор стандартизации(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector -ITU-T). Ранее он назывался Комитетом по международной телеграфии и телефонии (Comite for International Telegraph and Telephone - CCITT). В настоящее время ITU-T является международной организацией, разрабатывающей стандарты по телекоммуникациям. В частности, в ITU-T был разработан стандарт Х.25.

Комитет по вопросам деятельности в Internet (Internet Activities Board - IAB). Комитет IAB представляет собой группу исследователей объединенных сетей, обсуждающих вопросы, касающиеся сети Internet, и определяющих общую политику в Internet, принимая решения и формируя для этого рабочие группы. Комитет IAB выпустил некоторые документы Request For Comments (RFC), принятые в качестве стандартов сети Internet, включая протоколы TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) и SNMP (Simple Network Management Protocol).

В России вопросами стандартизации в качестве головного национального института занимался и продолжает заниматься Госстандарт (в сотрудничестве с отраслевыми институтами ЦНИИС, ЛОНИИС и др.).

Эталонная модель взаимодействия открытых систем (МВОС, OSI open system interconnection) это наиболее удачная попытка стандартизировать протоколы обмена информацией. Несмотря на то что были разработаны и другие модели, большинство разработчиков и поставщиков сетевых продуктов используют терминологию эталонной модели МВОС.

Читайте также: