Po co nam sieci?
• Wymiana informacji • Współdzielenie danych • Współdzielenie urządzeń • Współdzielenie mocy obliczeniowej –
obliczenia rozproszone • Bezpieczeństwo danych i informacji – centralizacja źródeł informacji
• Bezpieczeństwo użytkowników sieci • Centralizacja zarządzania infrastrukturą
Redukcja kosztów
- zamiast (6 drukarek 1)
Ewolucja
• każdy sobie rzepkę skrobie • czasy zintegrowanych rozwiązań systemowych
wszystkie składowe sytemu informatycznego i sieci – część zintegrowanego rozwiązania jednego producenta
• zmiany:
– pc J biurko – potrzeba poprawy wydajności (współdzielenie plików) pracowników Xerox w Palo Alto (PARC)
• wynik:
– pierwsza sieć lokalna Ethernet I – Xerox, Digital, Intel – DIX Ethernet (II)
• ustalenie standardów sieciowych J przestrzeganie
– inteligentne urządzenia końcowe + LAN = paradygmat otwartego rozproszonego przetwarzania danych
Standardy
• zmęczenie zindywidualizowanym podejściem do
sieciowego przetwarzania danych
– sukces Ethernet I i II - postulat otwartych środowisk – tworzenie własnych rozwiązań z różnych produktów wielu
producentów
• cele otwartości:
– niższe koszty – większe możliwości
• konkurencja – tempo – współdziałanie produktów różnych producentów
• platformy rozpoznają się, wiedzą jak się komunikować i współdzielić dane
• uniwersalnych standardów dotyczących każdego aspektu przetwarzania danych J normalizacja
Ewolucja problemy rozwiązanie Projekt 802 instytutu IEEE
– LAN, Local Area Networks
• do łączenia urządzeń w niewielkiej odległości • dostęp użytkowników do mediów komunikacyjnych
• współdzielenie danych/zasobów – pliki, drukarki, moc obliczeniowa • Granicą jest router
– MAN, Metropolitan Area Networks
• Duże sieci miejskie, działające w obrębie całych aglomeracji miejskich • Do łączenia sieci lokalnych
Organizacje ustanawiające standardy
• ISO – International Organization for Standarization 1946 Genewa (grec. isos – równy ,
standardowy) międzynarodowa organizacja normalizacyjna, wynajęta przez ONZ do określania
standardów międzynarodowych. zakres działania obejmuje praktycznie wszystkie dziedziny
wiedzy ludzkiej poza elektryką i elektroniką. składa się z 90 org.
• ETSI – the European Standards Organisation by the European Commission
• IEEE – the Institute of Elektrical and Electronic Engineers – def. i pub. standardy
telekomunikacyjne oraz przesyłania danych. standard sieci LAN i MAN. zbiór norm technicznych
– Projekt 802
• ANSI – the American National Standards Institute – prywatna org. niekomercyjna. misja:
ułatwianie rozwoju, koordynowanie, publikowanie nieobligatoryjnych standardów. org uczestniczy
w pracach organizacji ustanawiających standardy globalne tj. IOS, IEC
• IEC – International Elektrotechnical Commission – międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna,
1909 Genewa, ust. międz. standardy dot. zagadnień elektrycznych i elektronicznych
• IAB – The Internet Architecture Board, Komisja Architektury Internetu (uprzednio działań –
Activities) zarządza techniczną stroną rozwoju Internetu. 2 komisje robocze: Grupa robocza ds.
Technicznych Internetu (IETF – Internet Engineering Task Force) – odbiorca badań grupy
naukowej – ustanawia standardy techniczne dla Internetu oraz technologii internetowych np.
protokół Internetu IP oraz Grupy Roboczej ds. Naukowych Internetu (IRTF – Internet Research
Task Force) – bada nowe technologie
• IETF J Internet Engineering Task Force J Standardy Internetu regulowane są przez tą agencję i
publikowane w dokumentach RFC. Zgodnie z definicją słowa Internet oznacza ono globalny
system informacyjny spełniający następujące warunki.
Internet, Intranet i Ekstranet
• Internet – ogólnodostępna sieć komputerowa
• Intranet – wewnętrzny Internet – oddzielona i niezależna sieć komputerowa w firmie lub organizacji, udostępniająca
usługi Internetu – wewnętrzne WWW, poczta, komunikatory itp.
• Ekstranet – połączenie kilku Intranetów różnych firm i organizacji.
model OSI architektury łączenia systemów otwartych
warstwy OSI
• określenie
– zadań, funkcji - usługi
– protokołów
-standardy
– urządzeń
• warstwom odpowiadają określone elementy sprzętowe i programowe biorące udział w procesie
wymiany informacji
model OSI
• różnorodny sprzęt + oprogramowanie= niekompatybilność
– 1984 r. - rynek sieci komputerowych zdominowany przez rozwiązania dużych producentów (DEC, IBM)
• indywidualnie tworzone architektury – standardy
• model OSI (open sysytems interconnect) - ISO:
– realizacja otwartych połączeń systemów komputerowych, – płaszczyzna porównywania standardów
– opis struktury i funkcji stosu protokołów komunikacji danych, – podział sieci
• każda warstwa – funkcje wykonywane podczas przekazywania danych za pośrednictwem sieci miedzy
współpracującymi aplikacjami
• wyklucza bezpośrednie komunikowanie się między równorzędnymi warstwami różnych systemów
warstwa fizyczna
Funkcja:
• transmisja strumienia danych pomiędzy dwoma (lub więcej) komputerami bez "kontroli ruchu"
i bez uwzględnienia rodzaju informacji
• ciągłość transmisji nie jest zabezpieczona – jeśli medium zostanie zablokowane lub uszkodzone, komunikacja zostanie przerwana
• wymagane charakterystyki wydajnościowe nośników i parametry urządzeń, sprzętowe możliwości przesyłania danych:
– skrętka, włókna światłowodowe i kable koncentryczne - warstwa 0
• opisuje parametry elektryczne i mechaniczne łącza: określa poziomy napięć, częstotliwość zmiany napięcia, fizyczną prędkość przesyłania danych, maksymalna odległość, na jaka można prowadzić wymianę danych, kształt złącz, szybkość transmisji, opóźnienia transmisyjne, stopę błędów
• obejmuje procesy i mechanizmy dotyczące przenoszenia sygnałów na nośnik i odbierania z niego sygnałów
• odbiera ramki z warstwy 2 i przesyła szeregowo strukturę i zawartość • odbiera bity przychodzących strumieni danych i przesyła je do warstwy 2
Standardy:
• RSJ232 opisuje sposób połączenia urządzeń DTE (Data Terminal Equipment np..
komputer) oraz DCE (Data Communications Equipment np,. modem), w Europie V.24
Urządzenia:
• hub/koncentrator/ wtórniki/karta sieciowa • modem
warstwa łącza danych
• funkcja:
– sterowanie przepływem danych pomiędzy dwoma lub więcej stacjami połączonymi tym samym łączem
– nadawania i odbierania
• upakowanie instrukcji, danych w ramki
• informacji do pomyślnego przesłania danych przez sieć lokalną – bezkolizyjny dostęp do łącza J kontrola przepływu
• synchronizacja bloków danych J uporządkowane dostarczanie ramek
• rozpoznawanie, wykrywanie i powiadamianie i korygowanie błędów transmisji (ramka nie osiąga miejsca
docelowego, ulega uszkodzeniu) ,– jakość transmisji - niezawodne przesyłanie danych
• węzeł początkowy odbiera od końcowego potwierdzenie otrzymania każdej ramki w postaci niezmienionej
• węzeł docelowy przed wysłaniem potwierdzenia weryfikuje integralność zawartości ramki J końcowa
zgodność przesyłania danych
• standardy: Ethernet, Token Ring, FDDI, PPP (Point to Point) J WAN
• urządzenia: – karta sieciowa, unikatowy adres MAC przypisywany na etapie produkcji karty - adresowanie fizyczne
• przełączniki używają MAC do sterowania ruchem w sieci
• podwarstwa Media Acces Control warstwy łącza danych, łaczy sieci LAN, nie rozróżnia protokołów tylko je
przekazuje – most/bridge, – switch/przełącznik/ komutator J łączy segmenty sieci komputerowej, przekazuje ramki między
segmentami
warstwa sieci
– zapewnia wybór optymalnej drogi (trasy transmisji) pakietów (tj. danych i informacji sterujących) - pomiędzy
dwoma stacjami końcowymi (nadawca i odbiorca) przy wykorzystaniu węzłów pośredniczących w oparciu o stan sieci, priorytety usług ; – nie jest sprawdzana zawartość pakietów, brak mechanizmów kontroli korekcji błędów – polega na wiarygodnej transmisji warstwy 2 ; – do komunikowania z komputerami poza lokalnym segmentem sieci LAN – architektura trasowania; – zapewnia jednoznaczną adresację wszystkich urządzeń w sieci
• protokoły: – IP ; – trasowania – RIP, IGRP, EIGRP, OSPF • określenie ścieżek optymalnych dla adresu docelowego
• odbieranie i przesyłanie pakietów z wykorzystaniem tych ścieżek ;– trasowalne, do transportowania danych poza granice domen warstwy 2; • IP (Internet Protocol) • Novell IPX (Internetwork Packet Exchange) • Apple Talk
• urządzenia:
– router – przeprowadza/kieruje dane/pakiety poprzez sieci z rożnymi protokołami i architekturami
warstwa transportu
– oddziela oprogramowanie warstw wyższych od problemów związanychz przesyłaniem danych
– końcowa integralność transmisji, bezpieczeństwo i pewność, niezawodność wymiany danych
• korekcja błędów – warstwy leżące poniżej nie przykładają żadnej wagi do bezpieczeństwa skupiając się na zapewnieniu maksymalnej szybkości • kontrole przepływu • kontrola jakości • awaria sieci - wyszukuje alternatywne trasy i ponownie wysyła pakiety danych, aż transmisja się powiedzie lub próbuje osiągnąć predefiniowany limit czasu
• sprawdza format i kolejność J resekwencjonowanie pakietów • wykrywa pakiety odrzucone przez routery i automatycznie generuje żądanie ich ponownej transmisji • protokoły: – sieci komputerów różnych typów mogą używać kilku protokołów warstwy transportowej - niezawodne lub zawodne
– TCP Transmission Control Protocol J Departament Obrony USA, sprzedawany przez wielu
producentów jako część pakietu protokołów TCP/IP– ustanawianie i kończenie połączenia,
przesyłanie danych, potwierdzanie otrzymania (lub nie) danych, prawidłowa kolejność pakietów,
kontrole przepływu (np. ustalenie rozmiaru okna) wykorzystują go np.: HTTP, FTP
– UDP – nie gwarantuje że pakiet dotrze do celu, wykorzystywany jest przez np.: DNS, NFS, TFTP
– SPX – protokół sekwencyjnej wymiany pakietów
warstwa sesji
• funkcja: – Często nie stosowana jako niezależna wartswa ;– określa standardowe metody przesyłania danych pomiędzy
aplikacjami (duplex, półJduplex, itp) ; – Zapewnienie danym identyfikację ich źródła tzn w przypadku kilku
aplikacji korzystających z sieci warstwa ta zapewnia rozpoznanie i kierowanie ruchem danych przesyłanych przez sieć tak by trafiły do odpowiedniej aplikacji; – W przypadku zerwania połączenia ponawia próbę jego wznowienia ;– Zarządzanie ruchem np. QoS (ważne dla tcp przy kilku działających aplikacjach)
warstwa prezentacji
• funkcja: – przekształca przesyłane informacje do formy odpowiedniej dla oprogramowania wykorzystywanego
przez użytkownika • zarządzanie sposobem kodowania danych • translacja miedzy niezgodnymi schematami kodowania
znaków/danych tj. ASCII a EBCDIC (American Code for Information, Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)
• konwersja formatów danych (obrazy, audio, wideo) w celu przesłania w sieci między klientem a serwerem
• szyfrowanie, deszyfrowanie • kompresja, dekompresja – często warstwy prezentacji i sesji łączone są w całość
warstwa aplikacji
• funkcja: – najbliższa użytkownikowi nie zapewnia usług innym warstwom – interfejs miedzy aplikacją
użytkownika a usługami sieci – inicjuje sesje komunikacyjne
• np. żądanie pobrania nowych wiadomości przez klienta poczty elektronicznej do odpowiedniego protokołu
– zapewnia funkcje niezbędne do świadczenia przez aplikacje określonych usług:
• współużytkowanie plików • przesyłanie plików• emulacja terminali• buforowanie zadań wydruków
• poczta elektroniczna• zarządzanie bazą danych• obsługuje aplikacje spoza modelu np. arkusze kalc., edytory
• protokoły: – protokoły transmisji plików, działają z poziomu warstwy aplikacji, ale wykonują zadania właściwe
dla niższych warstw – FTP (File Transfer Protocol)– SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)– HTTP (Hypertext Transfer Protocol)– DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)– obsługa komunikatów X.400 dla poczty elektronicznej
• model OSI nie jest implementacją sieci – tylko specyfikacją funkcji warstw – g.w. 123 dotyczą aplikacji
– niższe związane z przenoszeniem danych • dekompozycja zadań, podział na zagadnienia
mnie złożone – pozwala na modularne projektowanie sieci• definicja standardowych interfejsów –
kompatybilność sprzętu rożnych producentów – nie pozwala na to aby zmiany w jednym obszarze
wpływały na inne obszary – szybsza ewolucja
enkapsulacja danych
proces w którym dane są poprzedzane nagłówkiem protokołu danej warstwy przed rozpoczęciem ich
transportu w sieci nagłówek może być rozpoznawany jedynie przez daną warstwę lub jej odpowiednik
• przebieg procesów oraz danych • każda warstwa zależna od usług warstwy niższej• przed rozpoczęciem transmisji danych umieszczane są w nagłówku danego protokołu – nagłówek zawiera dane do wykonania transferu logicznego - adresy nadawcy i odbiorcy • każda warstwa – interfejsy warstw sąsiednich ;– logiczne rozgraniczenie warstw ;– komunikacja – pionowo
...
adanis