Сетевой

Сетевой уровень
Сети и системы
телекоммуникаций
Созыкин А.В.
План
Место сетевого уровня в модели OSI
 История создания
 Сервисы сетевого уровня
 Задачи сетевого уровня
 Сетевой уровень в стеке протоколов
TCP/IP

ИМКН УрФУ
2
Место в модели OSI
Модель OSI
Модель TCP/IP
Прикладной
Представления
Прикладной
Сеансовый
Транспортный
Транспортный
Сетевой
Сетевой
Канальный
Сетевых
интерфейсов
Физический
ИМКН УрФУ
3
Сетевой уровень
Сетевой уровень (network layer)
объединяет сети, построенные на
основе разных технологий
 Винтон Серф, Роберт Кан:

 Первые
выдвинули идею сетевого уровня в
1974
 «Отцы» Интернета
 Премия Тьюринга
ИМКН УрФУ
4
Сервисы сетевого уровня

Передача без установления соединения
 Нет
гарантии доставки
 Протокол IP

Передача с установлением соединения
 Гарантия
доставки данных
 Гарантия нужного порядка получения
 Использовалась в телефонных сетях
ИМКН УрФУ
5
Задачи сетевого уровня
Объединение сетей
 Маршрутизация
 Качество обслуживания

ИМКН УрФУ
6
Оборудование
Уровень модели OSI
Физический
Канальный
Сетевой
Оборудование
Концентратор
Коммутатор, точка
доступа
Маршрутизатор
ИМКН УрФУ
7
Маршрутизатор
Маршрутизатор – устройство,
объединяющее несколько сетей
 Умеет согласовывать различия в сетях
 Имеет несколько сетевых интерфейсов
и адрес в каждой сети, к которой
подключен

ИМКН УрФУ
8
Маршрутизатор
Сеть 1
IP31
Маршрутизатор 3
IP11
Маршрутизатор 1
IP33
IP12
Маршрутизатор 2 IP
22
IP23
Сеть 3
IP42
Маршрутизатор 4
IP34
Сеть 4
Сеть 2
IP45
IP54
Маршрутизатор 5
ИМКН УрФУ
IP55
Сеть 5
9
Различия сетей

Сервис
С установлением соединения (WiMAX)
 Без установления соединения (Ethernet)
 Без установки соединения но с отправкой подтверждений (Wi-Fi)


Адресация
Разный размер, плоская, иерархическая
 MAC адрес в Ethernet, IMEI в 3G


Широковещание


Поддерживается или нет
Размер пакета (MTU):


Ethernet - 1500
WiFi - 2304
ИМКН УрФУ
10
Согласование сетей

Соединения


Адресация:



Маршрутизатор принимает пакеты без соединения, а для
отправки устанавливает соединение
Глобальные адреса, не зависимые от конкретных технологий
Методы преобразования глобального адреса в локальный
(ARP для TCP/IP)
Широковещание:

Маршрутизатор отправляет пакеты всем хостам в сети по
индивидуальным адресам
ИМКН УрФУ
11
Фрагментация
Сеть 1,
MTU1
Сеть 2,
MTU2
Сеть 3,
MTU3
ИМКН УрФУ
Сеть 4,
MTU4
12
Маршрутизация
Маршрутизация – поиск маршрута
доставки пакета между сетями через
транзитные узлы – маршрутизаторы
 Учет изменений в топологии сети
 Учет загрузки каналов связи и
маршрутизаторов

ИМКН УрФУ
13
Маршрутизация
ИМКН УрФУ
14
Качество обслуживания

Параметры качества обслуживания:
 Пропускная
способность
 Задержка
 Флуктуация
 Потери


Разным приложениям нужны разные
параметры качества
Разные сети могут предоставлять разное
качество обслуживания
ИМКН УрФУ
15
Качество обслуживания

Передача файлов:
 Нужна
высокая пропускная способность
 Нельзя терять и искажать данные
 Допускается задержка и флуктуация

Аудио
 Низкая
пропускная способность
 Допускаются потери пакетов
 Требуется низкая задержка и флуктуация
ИМКН УрФУ
16
Подходы к обеспечению качества
обслуживания

Диспетчеризация пакетов
 Резервирование

ресурсов
Интегральное обслуживание
 RFC
2205-2212
 Резервирование для потоковой передачи

Дифференцированное обслуживание
 RFC
2474-75
 Разбиение данных на классы
ИМКН УрФУ
17
Дифференцированное
обслуживание


Срочная пересылка
Два класса обслуживания:
 Обычный
 Срочный


Классы определяет отправляющий
компьютер
Стандарт RFC 3246, маршрутизаторы
поддерживают классы
ИМКН УрФУ
18
Срочная пересылка
Логический канал для срочных пакетов
Логический канал для обычных пакетов
Физическая линия связи
ИМКН УрФУ
19
Дифференцированное
обслуживание

Гарантированная пересылка
 RFC

2597
12 классов обслуживания:
4
приоритета
 3 класса игнорирования пакетов

Более совершенная схема, чем в
срочной пересылке
ИМКН УрФУ
20
Сетевой уровень в TCP/IP
Прикладной
Транспортный
HTTP
SMTP
TCP
Сетевой
Ethernet
FTP
UDP
IP
ARP
Сетевых
интерфейсов
DNS
ICMP
DHCP
WiFi
ИМКН УрФУ
DSL
21
Протоколы сетевого уровня
TCP/IP




IP (Internet Protocol) – основной протокол
сетевого уровня, обеспечивает передачу данных
ARP (Address Resolution Protocol) – протокол
определения локального адреса по глобальному
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) –
протокол автоматического назначения IPадресов компьютерам в сети
ICMP (Internet Control Message Protocol) –
управляющий протокол сетевого уровня
ИМКН УрФУ
22
Итоги
Место сетевого уровня в модели OSI
 История создания
 Задачи сетевого уровня
 Сетевой уровень в стеке протоколов
TCP/IP

ИМКН УрФУ
23
Вопросы?
ИМКН УрФУ
24