Сети и системы телекоммуникаций Основы организации сетей
реклама
Сети и системы телекоммуникаций Основы организации сетей ИМКН УрФУ Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей План Проблемы создания сетей Многоуровневая организация сетей Службы, интерфейсы и протоколы Архитектура сети и стек протоколов Инкапсуляция 2 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Проблемы создания сетей • Надёжность • Развитие сети • Распределение ресурсов • Качество обслуживания • Безопасность 3 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Надёжность сетей • Ошибки при передаче по сети • Искажение передаваемых данных • Потеря сообщений • Нарушение порядка передачи сообщений • Поиск рабочего пути через сеть • Несколько путей от источника к адресату • Часть оборудования может выходить из строя 4 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Развитие сети • Масштабируемость • Рост числа устройств в сети • Объединение сетей • Разные механизмы адресации • Разные размеры сообщений • Нарушение порядка передачи сообщений 5 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Распределение ресурсов • Распределение пропускной способности сети • Статическое • Динамическое • Управление потоком • Быстрый отправитель перегрузит данными медленного получателя • Скопление — перегрузка сети большим количеством одновременных отправлений 6 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Качество обслуживания • Что такое качество обслуживания в сети? • Качество разное для разных типов нагрузки • Файлы • Отсутствие искажения данных • Допустимы задержки • Видео, голос • Минимальная задержка • Допустимы небольшие искажения 7 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Безопасность • Перехват информации, передаваемой по сети • Пароли • Поддельные узлы сети • Фальшивый сайт банка • Изменение сообщений • Было: «Снимите с моего счёта $10» • Стало: «Снимите с моего счёта $1000» 8 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Как строить сети? • Создание сети — сложная задача • Проблем при создании сетей очень много • Как организовать сеть так, чтобы все перечисленные проблемы были решены? 9 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Организация сети • Сложную задачу строительства сети нужно разбить на несколько более простых задач • Сети организуются в наборы уровней • Каждый последующий уровень возводится над предыдущим • Цель уровня — предоставление сервиса вышестоящему уровню 10 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Уровни сети Хост 1 Хост 2 Уровень 4 Уровень 4 Уровень 3 Уровень 3 Уровень 2 Уровень 2 Уровень 1 Уровень 1 Среда передачи данных 11 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Преимущества уровней • Декомпозиция задачи • Почти неразрешимая задача создания сети делится на ряд более простых задач • Изоляция решений, возможность смены технологий: • Задача — заменить медные кабели в сети оптическими (или даже Wi-Fi) • Меняется только уровень, взаимодействующий со средой • Остальное ПО переписывать не нужно 12 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Терминология • Сервис • Интерфейс • Протокол • Инкапсуляция • Стек протоколов • Архитектура сети 13 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Сервис • Сервис определяет, что именно делает уровень • Примеры сервисов: • Надёжная передача потока данных • Согласование форматов передаваемых данных • Поиск маршрута между сетями • Сервис не определяет: • Как именно уровень реализует сервис • Как получить доступ к данному уровню 14 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Протокол • Протокол уровня n — правила и соглашения, используемые для связи уровня n одного хоста с уровнем n другого хоста. 15 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Протоколы сети Хост 1 Уровень 4 Уровень 3 Уровень 2 Уровень 1 Хост 2 Протокол уровня 4 Протокол уровня 3 Протокол уровня 2 Протокол уровня 1 Уровень 4 Уровень 3 Уровень 2 Уровень 1 Среда передачи данных 16 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Интерфейс • Интерфейс — набор примитивных операций, предоставляемых нижним уровнем верхнему 17 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Интерфейсы сети Хост 1 Хост 2 Уровень 4 Уровень 4 Интерфейс 3/4 Интерфейс 3/4 Уровень 3 Уровень 3 Интерфейс 2/3 Интерфейс 2/3 Уровень 2 Уровень 2 Интерфейс 1/2 Интерфейс 1/2 Уровень 1 Уровень 1 Среда передачи данных 18 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Интерфейс и протокол • Интерфейс: • Реальное общение внутри хоста • Уровень N вызывает функции уровня N-1 • Программист создает сокет и записывает в него данные • Протокол: • Виртуальное общение между хостами • Реально соединяются только уровни, работающие с физической средой 19 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Сервис, интерфейс, протокол • Сервис — что делает уровень? • Интерфейс — как использовать возможности уровня? • Протокол — как уровень это делает? 20 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Сервис, интерфейс, протокол • Зачем разделять эти понятия? 21 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Сервис, интерфейс, протокол • Зачем разделять эти понятия? • Разделение интерфейса и реализации • Реализацию можно менять без ущерба для пользователей 22 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Сервис, интерфейс, протокол • Зачем разделять эти понятия? • Разделение интерфейса и реализации • Реализацию можно менять без ущерба для пользователей • Объектно-ориентированное программирование: • Объявление класса открыто (интерфейс) • Реализация методов класса закрыта 23 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Сервис, интерфейс, протокол • Зачем разделять эти понятия? • Разделение интерфейса и реализации • Реализацию можно пользователей менять без ущерба для • Внутри хоста: • Интерфейс остается постоянным • Протокол может меняться • Между хостами: • Протокол остается постоянным • Интерфейсы могут меняться 24 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Архитектура сети • Архитектура сети — набор уровней и протоколов сети • Интерфейсы не входят в архитектуру! • Стек протоколов — иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия по сети 25 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Инкапсуляция • Инкапсуляция вышестоящего — включение уровня в сообщения сообщение нижестоящего уровня • Сообщение: заголовок + данные + концевик 26 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Инкапсуляция Хост 2 Хост 1 Уровень 3 З2 Уровень 2 З2 Уровень 1 З1 К1 З1 К1 Среда передачи данных 27 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Заголовок и протокол • Заголовок — средство виртуального общения между уровнями • Протокол реализуется через заголовки сообщений 28 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Итоги Проблемы создания сетей Многоуровневая организация сетей Службы, интерфейсы и протоколы Архитектура сети и стек протоколов Инкапсуляция 29 Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей Вопросы? 30
