Протоколы компьютерной сети
Понятие протокола
Как было показано ранее, при обмене информацией в сети каждый уровень модели ВОС реагирует на свой заголовок. Иными словами, происходит взаимодействие между одноименными уровнями модели в различных абонентских ЭВМ. Такое взаимодействие должно выполняться по определенным правилам.
Протокол - набор правил, определяющий взаимодействие двух одноименных уровней модели взаимодействия открытых систем в различных абонентских ЭВМ.
Протокол - это не программа. Правила и последовательность выполнения действий при обмене информацией, определенные протоколом, должны быть реализованы в программе. Обычно функции протоколов различных уровней реализуются в драйверах для различных вычислительных сетей.
В соответствии с семиуровневой структурой модели можно говорить о необходимости существования протоколов для каждого уровня.
Концепция открытых систем предусматривает разработку стандартов для протоколов различных уровней. Легче всего поддаются стандартизации протоколы трех нижних уровней модели архитектуры открытых систем, так как они определяют действия и процедуры, свойственные для вычислительных сетей любого класса.
Труднее всего стандартизовать протоколы верхних уровней, особенно прикладного, из-за множественности прикладных задач и в ряде случаев их уникальности. Если по типам структур, методам доступа к физической передающей среде, используемым сетевым технологиям и некоторым другим особенностям можно насчитать примерно десяток различных моделей вычислительных сетей, то по их функциональному назначению пределов не существует.
Основные типы протоколов
Проще всего представить особенности сетевых протоколов на примере протоколов канального уровня, которые делятся на две основные группы: байт-ориентированные и бит-ориентированные.
Байт-ориентированныйпротокол обеспечивает передачу сообщения по информационному каналу в виде последовательности байтов. Кроме информационных байтов в канал передаются также управляющие и служебные байты. Такой тип протокола удобен для ЭВМ, так как она ориентирована на обработку данных, представленных в виде двоичных байтов. Для коммуникационной среды байт-ориентированный протокол менее удобен, так как разделение информационного потока в канале на байты требует использования дополнительных сигналов, что в конечном счете снижает пропускную способность канала связи.
Наиболее известным и распространенным байт-ориентированным протоколом является протокол двоичной синхронной связи BSC (Binary Synchronous Communication), разработанный фирмой IBM. Протокол обеспечивает передачу двух типов кадров: управляющих и информационных. В управляющих кадрахпередаются управляющие и служебные символы, винформационных -сообщения (отдельные пакеты, последовательность пакетов). Работа протокола BSC осуществляется в три фазы: установление соединения, поддержание сеанса передачи сообщений, разрыв соединения. Протокол требует на каждый переданный кадр посылки квитанции о результате его приема. Кадры, переданные с ошибкой, передаются повторно. Протокол определяет максимальное число повторных передач.
Примечание.Квитанция представляет собой управляющий кадр, в котором содержится подтверждение приема сообщения (положительная квитанция) или отказ от приема из-за ошибки (отрицательная квитанция).
Передача последующего кадра возможна только тогда, когда получена положительная квитанция на прием предыдущего. Это существенно ограничивает быстродействие протокола и предъявляет высокие требования к качеству канала связи.
Бит-ориентированныйпротокол предусматривает передачу информации в виде потока битов, не разделяемых на байты. Поэтому для разделения кадров используются специальные последовательности - флаги. В начале кадра ставится флаг открывающий, а в конце - флаг закрывающий.
Бит-ориентированный протокол удобен относительно коммуникационной среды, так как канал связи как раз и ориентирован на передачу последовательности битов. Для ЭВМ он не очень удобен, потому что из поступающей последовательности битов приходится выделять байты для последующей обработки сообщения. Впрочем, учитывая быстродействие ЭВМ, можно считать, что эта операция не окажет существенного влияния на ее производительность. Потенциально бит-ориентированные протоколы являются более скоростными по сравнению с байт-ориентированными, что обусловливает их широкое распространение в современных вычислительных сетях.
Типичным представителем группы бит-ориентированных протоколов являются протокол HDLC (High-level Data Link Control - высший уровень управления каналом связи) и его подмножества. Протокол HDLC управляет информационным каналом с помощью специальных управляющих кадров, в которых передаются команды. Информационные кадры нумеруются. Кроме того, протокол HDLC позволяет без получения положительной квитанции передавать в канал до трех - пяти кадров. Положительная квитанция, полученная, например, на третий кадр, показывает, что два предыдущих приняты без ошибок и необходимо повторить передачу только четвертого и пятого кадров. Такой алгоритм работы и обеспечивает высокое быстродействие протокола.
Из протоколов верхнего уровня модели ВОС следует отметить протокол Х.400 (электронная почта) и FTAM (File Transfer, Access and Management - передача файлов, доступ к файлам и управление файлами).
Стандарты протоколов вычислительных сетей
Для протоколов физического уровня стандарты определены рекомендациями МККТТ. Цифровая передача предусматривает использование протоколов Х.21 и Х.21- бис.
Канальный уровень определяют протокол HDLC и его подмножества, а также протокол Х.25/3.
Широкое распространение локальных вычислительных сетей потребовало разработки стандартов для этой области. В настоящее время для ЛВС используются стандарты, разработанные Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике-ИИЭР(IЕЕЕ- Institute of Electrical and Electronics Engineers).
Комитеты IEEE 802 разработали ряд стандартов, часть из которых принята МОС (ISO) и другими организациями. Для ЛВС разработаны следующие стандарты:
802.1 - верхние уровни и административное управление;
802.2 - управление логическим звеном данных (LLC);
802.3 - случайный метод доступа к среде (CSMA/CD - Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - множественный доступ с контролем передачи и обнаружением столкновений);
802.4 - маркерная шина;
802.5 - маркерное кольцо;
802.6 - городские сети.
Взаимодействие двух узлов из различных сетей схематически показано на рис. 6.18. Обмен информацией между одноименными уровнями определяется протоколами, речь о которых шла выше.
Примечание.Узлы соединены с помощью канала связи.Этота среда, по которой распространяются сообщения от одного узла сети до другого. Пакеты и кадры, о которых шел разговор, в виде последовательности электрических сигналов приходят из одного узла в другой. Взаимодействие одноименных уровней модели показано пунктирными стрелками.
Рис. 6.18.Взаимодействие узлов сети на базе эталонной модели
- Информатика Информатика: Учебник / Под ред. Проф. Н.В. Макаровой - м.: Финансы и статистика -2006. - 768 с. Www.Stu.Ru/inform/ Содержание
- 1. Основы информационной культуры
- 1.1. Информатизация общества
- 1.1.1. Представление об информационном обществе Роль и значение информационных революций
- Как понимают ученые информационное общество
- 1.1.2. Роль информатизации в развитии общества Что такое процесс информатизации общества
- 1.1.3. Опыт информатизации и перспективные идеи
- 1.1.4. Об информационной культуре
- 1.2. Информационный потенциал общества
- 1.2.1 Информационные ресурсы
- 1.2.2. Информационные продукты и услуги
- Рынок информационных продуктов и услуг
- История развития рынка информационных услуг
- 1.2.3. Правовое регулирование на информационном рынке
- 1.3. Информатика – предмет и задачи
- Структура информатики
- 2. Измерение и представление информации
- 2.1. Информация и ее свойства
- 2.1.1. Информация и данные
- 2.1.2. Формы адекватности информации
- 2.1.3. Меры информации Классификация мер
- Синтаксическая мера информации
- Семантическая мера информация
- Прагматическая мера информации
- Мера информации Единицы измерения
- Качество информации
- 2.2. Классификация и кодирование информации
- 2.2.1. Система классификации Общие сведения
- Иерархическая система классификации
- Фасетная система классификации
- Дескрипторная система классификации
- Система кодирования
- Классификационное кодирование
- Классификация информации по разным признакам
- 3.Информационные системы и технологии
- 3.1. Информационные системы
- Общее представление Понятие информационной системы
- Этапы развития информационных систем
- Период времени
- Процессы в информационной системе
- Что можно ожидать от внедрения информационных систем
- Роль структуры управления в информационной системе Общие положения
- Структура управления организацией
- Персонал организации
- Прочие элементы организации
- Примеры информационных систем
- 3.2. Структура и классификация информационных систем
- Информационное обеспечение
- Техническое обеспечение
- Математическое и программное обеспечение
- Организационное обеспечение
- Правовое обеспечение
- Классификация информационных систем по признаку структурированности задач Понятие структурированности задач
- Классификация информационных систем по функциональному признаку и уровням управления Что означает функциональный признак
- Типы информационных систем
- Информационные системы оперативного (операционного) уровня
- Информационные системы специалистов
- Информационные системы для менеджеров среднего звена
- Стратегические информационные системы
- Прочие классификации информационных систем
- 3.3. Информационные технологии
- Новая информационная технология
- Инструментарий информационной технологии
- Как соотносятся информационная технология и информационная система
- Составляющие информационной технологии
- Этапы развития информационных технологий
- Проблемы использования информационных технологий Устаревание информационной технологии
- Методология использования информационной технологии
- Выбор вариантов внедрения информационной технологии в фирме
- 3.4. Виды информационных технологий
- Основные компоненты
- Информационная технология управления Характеристика и назначение
- Основные компоненты
- Автоматизация офиса Характеристика и назначение
- Основные компоненты
- Характеристика и назначение
- Основные компоненты
- Характеристика и назначение
- Основные компоненты
- 4.1. Информационно-логические основы построения
- 4.2. Функционально-cтруктурная организация
- Основные блоки пк и их назначение
- Внутримашинный системный интерфейс
- Функциональные характеристики пк
- 4.3. Микропроцессоры
- 4.4. Запоминающие устройства пк
- 4.5. Основные внешние устройства пк
- 5. Состояние и тенденции развития эвм
- 5.1. Классификация эвм Классификация эвм по принципу действия
- 5.2. Большие эвм
- 5.3. Малые эвм
- 5.4. Персональные компьютеры
- 5.5. Суперэвм
- 5.6. Серверы
- 5.7. Переносные компьютеры
- 5.8. Тенденции развития вычислительных систем
- 6.1. Коммуникационная среда и передача данных назначение и классификация компьютерных сетей
- Аппаратная реализация передачи данных
- Звенья данных
- 6.2. Архитектура компьютерных сетей
- Эталонные модели взаимодействия систем
- Протоколы компьютерной сети эталонные модели взаимодействия систем
- Протоколы компьютерной сети
- 6.3. Локальные вычислительные сети
- Типовые топологии и методы доступа лвс
- Объединение лвс
- 6.4. Глобальная сеть internet
- Представление о структуре и системе адресации
- 7. Офисная техника
- 7.1. Классификация офисной техники
- 7.2. Средства изготовления, хранения, транспортирования и обработки документов
- Организационные автоматы
- Диктофонная техника
- Средства хранения документов
- Средства транспортирования документов
- Средства обработки документов
- 7.3. Средства копированияи размножения документов
- Средства копирования документов
- Средства оперативной полиграфии
- 7.4. Средства административно-управленческой связи
- Каналы связи
- Классификация систем административно-управленческой связи
- Системы передачи недокументированной информации
- Радиотелефонная связь
- Системы передачи документированной информации
- 7.5. Компьютерные системы в оргтехнике
- Системы управления электронными документами
- Компьютерные системы административно-управленческой связи системы управления электронными документами
- Компьютерные системы административно-управленческой связи
- 8. Состояние и тенденции развития программного обеспечения
- Характеристика программного продукта
- Жизненный цикл программного продукта.
- Защита программных продуктов. Основные понятия о защите программных продуктов.
- 8.2. Классификация программных продуктов.
- Системное программное обеспечение.
- Минимальный состав системного программного обеспечения современных персональных компьютеров.
- Инструментарий технологии программирования.
- Средства для создания приложений.
- Пакеты прикладных программ.
- Проблемно-ориентированные ппп.
- Ппп автоматизированного проектирования.
- Офисные ппп.
- Операционные системы windows 95 и windows 98
- Требования к аппаратной части
- 32-Разрядная архитектура
- Вытесняющая многозадачность и многопоточность
- Графический пользовательский интерфейс
- Подключение новых периферийных устройств по технологии Plug and Play
- Использование виртуальной памяти
- Совместимость с ранее созданным программным обеспечением
- Наличие коммуникационных программных средств
- Сетевые средства операционной системы Windows 95 позволяют:
- Наличие средств мультимедиа
- Концепция операционной системы windows 98
- Интеграция с глобальной сетью Интернет
- Повышение надежности и качества управления
- Повышение производительности
- 12.2. Объектно - ориентированная платформа windows
- Объекты файловой системы - файл и папка Объект - файл
- Объект - папка
- Назначение ярлыка
- Иерархическая структура подчиненности папок
- Объекты пользовательского уровня - приложение и документ
- Пользовательский графический интерфейс windows Основные понятия
- Формы указателя мыши при работе с объектами
- Окна приложения и документа
- Диалоговое окно
- Назначение Рабочего стола
- 12.3. Организация обмена данными
- Понятие составного документа
- Обмен данными перетаскиванием объекта мышью
- Обмен данными через буфер Роль буфера обмена
- Технология обмена данными через буфер
- Технология внедрения и связывания объектов ole
- Внедрение объекта
- Связывание объекта
- Программа работы с изображениями Imaging.
- Комплекс программ мультимедиа Развлечения
- Комплекс программ Связь
- Стандартные приложения служебного назначения
- Очистка диска
- Проверка диска
- Дефрагментация диска
- Мастер обслуживания дисков