diplomski rad

1.9 Načini razmjene podataka u lokalnim mrežama

Za kontrolu razmjene (kontrola pristupa mreži, mrežna arbitraža) koriste se razne metode, čije značajke uvelike ovise o topologiji mreže.

Postoji nekoliko skupina metoda pristupa na temelju vremenske podjele kanala:

centralizirani i decentralizirani

deterministički i slučajni

Centralizirani pristup kontrolira se iz kontrolnog centra mreže, poput poslužitelja. Metoda decentraliziranog pristupa funkcionira na temelju protokola bez kontrolnih akcija iz centra.

Deterministički pristup osigurava svakoj radnoj stanici zajamčeno vrijeme pristupa (na primjer, planirano vrijeme pristupa) mediju za prijenos podataka. Slučajni pristup temelji se na jednakosti svih stanica u mreži i njihovoj mogućnosti pristupa mediju u bilo kojem trenutku radi prijenosa podataka.

Centralizirani pristup mono kanalu

U mrežama s centraliziranim pristupom koriste se dvije metode pristupa: metoda prozivanja i metoda delegiranja. Ove se metode koriste u mrežama s eksplicitnim kontrolnim centrom.

Metoda anketiranja.

Razmjena podataka na LAN-u topologije zvijezda s aktivnim centrom (centralni poslužitelj). Sa zadanom topologijom, sve stanice mogu odlučiti da prenose informacije na poslužitelj u isto vrijeme. Središnji poslužitelj može komunicirati samo s jednom radnom stanicom. Stoga je u svakom trenutku potrebno odabrati samo jednu postaju koja emitira.

Središnji poslužitelj šalje zahtjeve svim stanicama redom. Svaka radna stanica koja želi poslati podatke (prva anketirana) šalje odgovor ili odmah započinje prijenos. Nakon završetka sesije prijenosa, središnji poslužitelj nastavlja prozivanje u krug. Stanice u u ovom slučaju, imaju sljedeće prioritete: najveći prioritet ima onaj koji je najbliži posljednjoj postaji koja je završila razmjenu.

Razmjena podataka u mreži s topologijom sabirnice. U ovoj topologiji možda ista centralizirana kontrola kao u "zvijezdi". Jedan od čvorova (središnji) šalje zahtjeve svim ostalima, otkrivajući tko želi prenositi, a zatim dopušta prijenos bilo kojem od njih, nakon završetka prijenosa, javlja ga.

Metoda prijenosa ovlasti (prolaz tokena)

Token je servisni paket određenog formata u koji klijenti mogu smjestiti svoje informacijske pakete. Redoslijed prijenosa tokena preko mreže s jedne radne stanice na drugu postavlja poslužitelj. Radna stanica dobiva dozvolu za pristup mediju za prijenos podataka kada primi poseban token paket. Ova metoda pristup za mreže s topologijom sabirnice i zvijezde omogućen je ArcNet protokolom.

Decentralizirani pristup mono kanalu.

Razmotrimo decentralizirane determinističke i slučajne metode pristupa mediju za prijenos podataka. Decentralizirana deterministička metoda uključuje metodu prosljeđivanja tokena. Metoda prosljeđivanja tokena koristi paket koji se naziva token. Token je paket koji nema adresu i slobodno kruži mrežom, može biti slobodan ili zauzet.

Razmjena podataka u mreži s topologijom prstena (decentralizirana deterministička metoda pristupa)

1. Ova mreža koristi pristupnu metodu "prolaz tokena". Algoritam prijenosa je sljedeći:

a) čvor koji želi odašiljati čeka slobodni token, nakon što ga primi označi kao zauzet (mijenja odgovarajuće bitove), dodaje mu svoj paket i šalje rezultat dalje u prsten;

b) svaki čvor koji primi takav token ga prihvaća i provjerava da li je paket upućen njemu;

c) ako je paket adresiran na ovaj čvor, tada čvor postavlja posebno dodijeljen bit potvrde u tokenu i šalje modificirani token s paketom dalje;

d) prijenosni čvor prima natrag svoju poruku, koja je prošla kroz cijeli prsten, oslobađa token (označava ga kao slobodan) i ponovno šalje token mreži. U ovom slučaju, čvor pošiljatelj zna je li njegov paket primljen ili ne.

Za normalno funkcioniranje ove mreže potrebno je da jedno od računala ili poseban uređaj osigura da se token ne izgubi, a ako se token izgubi ovo računalo mora ga izraditi i pokrenuti na mreži.

Razmjena podataka u mreži s topologijom sabirnice (metoda decentraliziranog slučajnog pristupa)

U tom slučaju svi čvorovi imaju jednak pristup mreži, a odluku o prijenosu donosi svaki čvor lokalno, na temelju analize stanja mreže. Nastaje natjecanje između čvorova za hvatanje mreže, pa su mogući sukobi među njima, kao i izobličenje prenesenih podataka zbog preklapanja paketa.

Pogledajmo najčešće korišteni višestruki pristup s detekcijom sudara (CSMA/CD). Suština algoritma je sljedeća:

1) čvor koji želi prenijeti informaciju prati stanje mreže i čim se oslobodi, započinje prijenos;

2) čvor prenosi podatke i istovremeno nadzire stanje mreže (prepoznavanje nositelja i detekcija kolizije). Ako se ne otkriju kolizije, prijenos je dovršen;

3) ako se otkrije kolizija, čvor je pojačava (odašilje još neko vrijeme) kako bi osigurao detekciju od strane svih odašiljačkih čvorova, a zatim zaustavlja odašiljanje. Drugi odašiljački čvorovi rade isto;

4) nakon što je neuspješni pokušaj prekinut, čvor čeka nasumično odabrano vremensko razdoblje tback, a zatim ponavlja svoj pokušaj odašiljanja, dok kontrolira kolizije.

U slučaju drugog sudara, trear se povećava. Na kraju, jedan od čvorova dolazi ispred ostalih čvorova i uspješno prenosi podatke. Metoda CSMA/CD često se naziva i metoda utrke. Ova metoda za mreže s topologijom sabirnice implementirana je Ethernet protokolom.

Automatizacija knjižničnih procesa

Unos podataka se vrši kroz komponentu Edit, pohranjuju se podaci o kontakt osobama po izboru korisnika, kreira se datoteka s ekstenzijom ***...

Informacijski sustav "Kulturne i zabavne ustanove grada Krasnoyarsk"

Slika 1 - Dijagram protoka informacija u programu “KRU grada Krasnojarska” Glavni elementi informacijski sistem“Kulturne i zabavne ustanove grada Krasnojarska” su Baza podataka “Kulturne i zabavne ustanove”...

Kartoteka zaposlenika odjela poduzeća

U FoxPro DBMS-u moguće je razmjenjivati ​​podatke između zasebne datoteke izvorni kod, između podprograma i procedura funkcija u datoteci procedura, i između komponenti objekta projekta...

Konfiguracije lokalnih mreža i načini prebacivanja između njih

Prijenos podataka u CS uključuje organiziranje fizičke ili logičke veze između mrežnih pretplatnika koji su u interakciji (također se nazivaju krajnji čvorovi). Ovi pretplatnici mogu biti udaljena računala, lokalne mreže...

Lokalne računalne mreže

Softverski i analitički kompleks lokalna mreža u organizaciji "Severodonetsk Community Development Agency"

Kako bi se osigurao dosljedan rad u podatkovnim mrežama, koriste se različiti protokoli za podatkovnu komunikaciju - skupovi pravila...

Protokoli u lokalnim i globalnim mrežama

Vrlo važna točka je uzimanje u obzir faktora koji utječu na izbor fizičkog prijenosnog medija (kabelski sustav). Među njima su sljedeći: Obavezno propusnost...

Razvoj autonomnog sklopa hardvera i softvera za upravljački podsustav "Robota dozimetrista"

Pri razvoju algoritama za protokol za zajamčenu isporuku poruka putem radijskog kanala, uzeli smo u obzir algoritme TCP protokola za kontrolu prijenosa (TCP) - jednog od glavnih internetskih mrežnih protokola...

Razvoj virtualnog računalna mreža

Svrha VPN-a je pružiti korisnicima sigurnu vezu s unutarnjom mrežom izvan njenog perimetra, na primjer putem davatelja internetskih usluga. Glavna prednost VPN-a je da dok softver podržava ga...

Izrada projekta zaštite lokalne računalne mreže obrazovne ustanove

Lokalna mreža (LAN; engl. Local Area Network, LAN) je računalna mreža koja obično pokriva relativno malo područje ili malu skupinu zgrada (dom, ured, tvrtka, institut). Tu su i lokalne mreže...

Mrežni softver. Postavljanje lokalnih računalnih mreža

Kako bi se osigurao dosljedan rad u podatkovnim mrežama, koriste se različiti protokoli za podatkovnu komunikaciju - skupovi pravila...

Izrada baze podataka

Interna razmjena podataka provodi se pomoću varijabli. Varijable se mogu proslijediti procedurama i funkcijama na tri načina: Referencom. Adresa varijable se prosljeđuje, što vam omogućuje promjenu njezine vrijednosti. Koristi Ref...

Struktura i funkcije LKS softvera

Lokalna mreža može se primijeniti na više od pukog dijeljenja datoteka ili pisača. Ima i drugih, ništa manje važne aplikacije. Vrlo često se lokalna mreža koristi za zajednički pristup bazi podataka...

Lokalne mreže temeljene na IPv4 protokolu mogu koristiti posebne adrese koje dodjeljuje IANA (standardi RFC 1918 i RFC 1597): § 10.0.0.0-10.255.255.255; § 172.16.0.0-172.31.255.255; § 192.168.0.0-192.168.255.255. Takve adrese nazivamo privatnim, internim...

Školska lokalna mreža: postavljanje i podrška

Različite mreže koriste različite mrežne protokole (protokole za prijenos podataka) za razmjenu podataka između radnih stanica...

Tema 1.3: Otvoreni sustavi i OSI model

Tema 1.4: Osnove lokalnih mreža

Tema 1.5: Osnovne tehnologije lokalnih mreža

Tema 1.6: Osnovne softverske i hardverske komponente LAN-a

Lokalne mreže

1.5. Osnovne tehnologije lokalnih mreža

1.5.2. Metode razmjene podataka u lokalnim mrežama

Za kontrolu razmjene (kontrola pristupa mreži, mrežna arbitraža) koriste se različite metode čije značajke uvelike ovise o topologiji mreže.

Postoji nekoliko skupina metoda pristupa na temelju vremenske podjele kanala:

• centralizirani i decentralizirani;
• deterministički i slučajni.

Centralizirani pristup kontrolira se iz kontrolnog centra mreže, poput poslužitelja. Metoda decentraliziranog pristupa funkcionira na temelju protokola bez kontrolnih akcija iz centra.

Deterministički pristup osigurava svakoj radnoj stanici zajamčeno vrijeme pristupa (na primjer, planirano vrijeme pristupa) mediju za prijenos podataka. Slučajni pristup temelji se na jednakosti svih stanica u mreži i njihovoj mogućnosti pristupa mediju u bilo kojem trenutku radi prijenosa podataka.

Centralizirani pristup mono kanalu

U mrežama s centraliziranim pristupom koriste se dvije metode pristupa: metoda prozivanja i metoda delegiranja. Ove se metode koriste u mrežama s eksplicitnim kontrolnim centrom.

Metoda anketiranja

Razmjena podataka na LAN-u topologije zvijezda s aktivnim centrom (centralni poslužitelj). Sa zadanom topologijom, sve stanice mogu odlučiti da prenose informacije na poslužitelj u isto vrijeme. Središnji poslužitelj može komunicirati samo s jednom radnom stanicom. Stoga je u svakom trenutku potrebno odabrati samo jednu postaju koja emitira.

Središnji poslužitelj šalje zahtjeve svim stanicama redom. Svaka radna stanica koja želi poslati podatke (prva anketirana) šalje odgovor ili odmah započinje prijenos. Nakon završetka sesije prijenosa, središnji poslužitelj nastavlja prozivanje u krug. Stanice, u ovom slučaju, imaju sljedeće prioritete: najveći prioritet ima ona koja je najbliža zadnjoj stanici koja je završila razmjenu.

Razmjena podataka u mreži s topologijom sabirnice. Ova topologija može imati istu centraliziranu kontrolu kao zvijezda. Jedan od čvorova (središnji) šalje zahtjeve svim ostalima, otkrivajući tko želi slati, a potom dopušta prijenos onome od njih koji to prijavi nakon završetka prijenosa.

Metoda prijenosa ovlasti (prolaz tokena)

Token je servisni paket određenog formata u koji klijenti mogu smjestiti svoje informacijske pakete. Redoslijed prijenosa tokena preko mreže s jedne radne stanice na drugu postavlja poslužitelj. Radna stanica dobiva dozvolu za pristup mediju za prijenos podataka kada primi poseban token paket. Ovu metodu pristupa za mreže s topologijom sabirnice i zvijezde omogućuje ArcNet protokol.

Decentralizirani pristup mono kanalu

Razmotrimo decentralizirane determinističke i slučajne metode pristupa mediju za prijenos podataka.

Decentralizirana deterministička metoda pristupa

Decentralizirana deterministička metoda uključuje metodu prosljeđivanja tokena. Metoda prosljeđivanja tokena koristi paket koji se naziva token. Token je paket koji nema adresu i slobodno kruži mrežom, može biti slobodan ili zauzet.

Razmjena podataka u mreži s topologijom prstena (decentralizirana deterministička metoda pristupa). Ova mreža koristi pristupnu metodu "prolaz tokena".

Algoritam prijenosa je sljedeći:

1. Čvor koji želi slati čeka slobodni token, nakon što ga primi označi ga kao zauzet (mijenja odgovarajuće bitove), dodaje mu svoj paket i šalje rezultat dalje u prsten.
2. Svaki čvor koji primi takav token ga prihvaća i provjerava je li paket upućen njemu.
3. Ako je paket adresiran na ovaj čvor, tada čvor postavlja posebno dodijeljen bit potvrde u tokenu i šalje modificirani token s paketom dalje.
4. Odašiljački čvor prima natrag svoju poruku koja je prošla kroz cijeli prsten, oslobađa token (označava ga kao slobodan) i šalje token natrag u mrežu. U ovom slučaju, čvor pošiljatelj zna je li njegov paket primljen ili ne.

Za normalno funkcioniranje ove mreže potrebno je da jedno od računala ili poseban uređaj osigura da se token ne izgubi, a ako se token izgubi, ovo računalo ga mora kreirati i pokrenuti u mrežu.

Razmjena podataka u mreži s topologijom sabirnice (metoda decentraliziranog slučajnog pristupa)

U tom slučaju svi čvorovi imaju jednak pristup mreži, a odluku o prijenosu donosi svaki čvor lokalno, na temelju analize stanja mreže. Nastaje natjecanje između čvorova za hvatanje mreže, pa su mogući sukobi među njima, kao i izobličenje prenesenih podataka zbog preklapanja paketa.

Pogledajmo najčešće korišteni višestruki pristup s detekcijom sudara (CSMA/CD).

Suština algoritma je sljedeća:

1. Čvor koji želi prenijeti informacije prati stanje mreže i čim se oslobodi, započinje prijenos.
2. Čvor prenosi podatke i istovremeno prati stanje mreže (prepoznavanje nositelja i detekcija kolizije). Ako se ne otkriju kolizije, prijenos je dovršen.
3. Ako se otkrije sudar, čvor ga pojačava (odašilje još neko vrijeme) kako bi osigurao otkrivanje od strane svih odašiljačkih čvorova, a zatim zaustavlja odašiljanje. Drugi odašiljački čvorovi rade isto.
4. Nakon što se neuspješni pokušaj prekine, čvor čeka nasumično odabrano vremensko razdoblje tback i zatim ponavlja svoj pokušaj slanja, dok prati kolizije. U slučaju drugog sudara, trear se povećava. Na kraju, jedan od čvorova dolazi ispred ostalih čvorova i uspješno prenosi podatke. Metoda CSMA/CD često se naziva i metoda utrke. Ova metoda za mreže s topologijom sabirnice implementirana je Ethernet protokolom.

Prije ili kasnije, kada rade s lokalnom mrežom, korisnici moraju prenijeti datoteke s računala na računalo. U pravilu nema posebnih problema sa slanjem datoteka preko lokalne mreže: možete koristiti standardne alate u operacijskom sustavu Windows/Linux ili koristiti dodatni softver.

Kako prenijeti datoteke preko lokalne mreže između 2 računala?

Za slanje datoteka preko lokalne mreže pomoću operativnog sustava, tzv. Da biste to učinili, morate otvoriti svojstva mape (gdje je potrebna datoteka) i u odjeljku “Pristup” omogućuju vam korištenje računala na mreži, pregled mape i/ili promjenu i kopiranje datoteka.

Ovo nije baš prijenos datoteka s računala na računalo, ali princip je sličan: korisniku ćete omogućiti pristup potrebnim datotekama, a on će moći otvoriti ili kopirati dokument koji mu treba.

Osim toga, za dijeljenje datoteka putem lokalne mreže možete izraditi jednu ili sve mrežna računala“dijeljenu mapu” u koju će korisnik uploadati datoteke kroz odjeljak “Network Neighborhood”/“Network” itd. (ovisno o operativnom sustavu koji se koristi).

A svatko tko koristi računalo na lokalnoj mreži, ako je potrebno, moći će kopirati potrebne datoteke u/iz ove mape.

Program za dijeljenje datoteka preko lokalne mreže

Za naprednije "korisnike" (koji ne žele koristiti standardnim sredstvima OS ili želi primati dodatne mogućnosti prilikom prijenosa datoteka preko lokalne mreže) razvijen je softver treće strane.

Na primjer, prekrasan program HTTP File Server, koji ne zahtijeva instalaciju, prikladan je za razmjenu datoteka na lokalnoj mreži.

Glavna zadaća ovog programa je stvaranje (ili bolje rečeno imitacija) koji djeluje kao usluga hostinga datoteka.

Nakon pokretanja programa (bit će minimiziran u tray) bit će prikazano sljedeće:

Informacije o "lokalnoj IP adresi" - bit će naznačene u adresna traka a također je i adresa poslužitelja;

• - izbornik s dostupnim funkcijama;
• - broj priključka za slušanje.

Program je dostupan samo na Engleski jezik, ali sučelje je prilično jednostavno i neće biti teško razumjeti ga.

Dakle, za prijenos datoteke s računala na računalo putem lokalne mreže trebate:

U prozoru "Virtualni". Sustav datoteka» klik desni klik mišem i odaberite “Dodaj datoteku” ili “Dodaj mapu s diska” (za odabir jedne datoteke ili mape u cjelini);

• - ovim ste radnjama postavili datoteke na poslužitelj i otvorili ih za preuzimanje drugim korisnicima;
• - sada za preuzimanje ovu datoteku s drugog računala morate otići na adresu navedenu na vrhu adresne trake (u primjeru je to "192.168.1.3"), odabrati željenu datoteku i preuzeti je.

Usluga hostinga datoteka je spremna: korisnici lokalne mreže mogu dodati svoje datoteke i mape putem izbornika programa.

Osim toga, možete dodati račune kako biste ograničili pristup usluzi hostinga datoteka za korisnike treće strane (u ovom slučaju, morat ćete navesti prijavu i lozinku za preuzimanje datoteke) ili stvoriti lokalne grupe (kako ne biste "miješali ” sve datoteke na jednoj hrpi, ali da ih strukturirate po potrebi).

Opći pojmovi. Protokol. Stog protokola

Glavni cilj kojem se teži pri povezivanju računala u mrežu je mogućnost korištenja resursa svakog računala od strane svih korisnika mreže. Kako bi se ostvarila ova značajka, računala spojena na mrežu moraju imati potrebna sredstva za interakciju s drugim računalima na mreži.
Problem razdvajanja mrežni resursi uključuje rješavanje brojnih problema - odabir načina adresiranja računala i usklađivanje električnih signala pri uspostavi električne komunikacije, osiguranje pouzdanog prijenosa podataka i obrade poruka o pogreškama, generiranje poslanih poruka i tumačenje primljenih poruka, kao i mnoge druge jednako važne poslove.
Uobičajeni pristup rješavanju složenog problema je njegovo rastavljanje na nekoliko podproblema. Za rješavanje svakog podzadatka dodijeljen je određeni modul. Istodobno, jasno su definirane funkcije svakog modula i pravila njihove interakcije.
Poseban slučaj dekompozicije zadatka je prikaz na više razina, u kojem je cijeli skup modula koji rješavaju podzadatke podijeljen u hijerarhijski uređene skupine – razine. Za svaku razinu definiran je skup funkcija upita pomoću kojih moduli na višoj razini mogu pristupiti modulima na višoj razini kako bi riješili svoje probleme.
Ovaj skup funkcija koje određeni sloj obavlja za viši sloj, kao i formati poruka razmijenjeni između dva susjedna sloja tijekom njihove interakcije, naziva se sučelje.
Pravila za interakciju između dvaju strojeva mogu se opisati kao skup postupaka za svaku razinu. Takva formalizirana pravila koja određuju slijed i format poruka koje se razmjenjuju između komponenti mreže smještenih na istoj razini, ali u različitim čvorovima, nazivaju se protokoli.
Usklađeni skup protokola različite razine, dovoljan za organizaciju mrežnog rada, naziva se protokolni stog.
Prilikom organiziranja interakcije mogu se koristiti dvije glavne vrste protokola. U protokolima mrežnih usluga usmjerenih na povezivanje (CONS), prije razmjene podataka, pošiljatelj i primatelj prvo moraju uspostaviti logičku vezu, odnosno dogovoriti parametre postupka razmjene koji će se primjenjivati ​​samo unutar ove veze. Nakon završetka dijaloga, moraju prekinuti ovu vezu. Kada se uspostavi nova veza, ponovno se provodi postupak dogovaranja.
Druga skupina protokola su protokoli bez prethodne uspostave veze (connectionless network service, CLNS). Takvi se protokoli nazivaju i datagram protokoli. Pošiljatelj jednostavno šalje poruku kada je spremna.

ISO/OSI model

Samo zato što je protokol sporazum između dva međusobno povezana entiteta, u ovom slučaju dva računala koja rade na mreži, ne znači da je on nužno standard. Ali u praksi, kada se implementiraju mreže, oni imaju tendenciju da koriste standardne protokole. Oni mogu biti brendirani, nacionalni ili međunarodnim standardima.
Međunarodna organizacija za standarde (ISO) razvila je model koji jasno definira različite razine interakcije između sustava, daje im standardna imena i specificira koji bi posao svaka razina trebala obavljati. Ovaj model se naziva model interakcije otvoreni sustavi(Open System Interconnection, OSI) ili ISO/OSI model.
U OSI modelu komunikacija je podijeljena na sedam slojeva ili slojeva (sl. 1). Svaka razina bavi se jednim specifičnim aspektom interakcije. Dakle, problem interakcije se rastavlja na 7 posebnih problema, od kojih se svaki može riješiti neovisno o drugima. Svaki sloj održava sučelja sa slojevima iznad i ispod.
OSI model samo opisuje alati sustava interakcije bez dodirivanja aplikacija krajnjih korisnika. Aplikacije implementiraju vlastite komunikacijske protokole pristupajući objektima sustava. Treba imati na umu da aplikacija može preuzeti funkcije nekih od gornjih slojeva OSI modela, u kojem slučaju, po potrebi, mrežnim povezivanjem pristupa izravno alatima sustava koji obavljaju funkcije preostalih nižih slojeva OSI modela. OSI model.

Aplikacija krajnjeg korisnika može koristiti alate za interakciju sustava ne samo za organiziranje dijaloga s drugom aplikacijom koja se izvodi na drugom računalu, već i jednostavno za primanje usluga određene mrežne usluge.

Dakle, recimo da aplikacija šalje zahtjev sloju aplikacije, kao što je usluga datoteka. Na temelju ovog zahtjeva, softver na razini aplikacije generira poruku standardnog formata, koja sadrži servisne informacije (zaglavlje) i, eventualno, prenesene podatke. Ta se poruka zatim prosljeđuje na reprezentativnu razinu.
Prezentacijski sloj dodaje svoje zaglavlje poruci i prosljeđuje rezultat sloju sesije, koji zauzvrat dodaje svoje zaglavlje, i tako dalje.
Na kraju, poruka dolazi do najnižeg, fizičkog sloja, koji je zapravo prenosi duž komunikacijskih linija.
Kada poruka stigne na drugo računalo putem mreže, pomiče se gore s razine na razinu. Svaka razina analizira, obrađuje i briše zaglavlje svoje razine, obavlja odgovarajuće ovoj razini funkciju i prenosi poruku na višu razinu.
Osim pojma poruka, postoje i drugi nazivi koje mrežni stručnjaci koriste za označavanje jedinice razmjene podataka. ISO standardi za protokole bilo koje razine koriste izraz "jedinica podataka protokola" - Protocol Data Unit (PDU). Osim toga, često se koriste nazivi okvir, paket i datagram.

ISO/OSI funkcije sloja modela

Fizička razina. Ovaj sloj se bavi prijenosom bitova preko fizičkih kanala, kao što je koaksijalni kabel, upletena parica ili optički kabel. Ova razina je povezana sa karakteristikama medija za fizički prijenos podataka, kao što su propusnost, otpornost na smetnje, karakteristična impedancija i drugo. Na istoj razini određuju se karakteristike električnih signala, kao što su zahtjevi za rubove impulsa, razine napona ili struje odaslanog signala, vrsta kodiranja, brzina prijenosa signala. Osim toga, ovdje su standardizirani tipovi konektora i namjena svakog kontakta.
Funkcije fizičkog sloja implementirane su u sve uređaje spojene na mrežu. Na strani računala, funkcije fizičkog sloja obavljaju mrežni adapter ili serijski priključak.
Razina podatkovne veze. Jedna od zadaća sloja veze je provjera dostupnosti prijenosnog medija. Drugi zadatak sloja veze je implementacija mehanizama za otkrivanje i ispravljanje pogrešaka. Da bi se to postiglo, na sloju podatkovne veze bitovi su grupirani u skupove koji se nazivaju okviri. Sloj veze osigurava da se svaki okvir ispravno prenosi postavljanjem posebnog niza bitova na početak i kraj svakog okvira da ga označi, a također izračunava kontrolni zbroj zbrajanjem svih bajtova okvira na određeni način i dodavanjem kontrolnog zbroja na okvir. Kada okvir stigne, prijemnik ponovno izračunava kontrolni zbroj primljenih podataka i uspoređuje rezultat s kontrolnim zbrojem iz okvira. Ako se podudaraju, okvir se smatra točnim i prihvaćenim. Ako se kontrolni zbrojevi ne podudaraju, bilježi se pogreška.
Protokoli sloja veze koji se koriste u lokalnim mrežama sadrže određenu strukturu veza između računala i metode za njihovo adresiranje. Iako sloj podatkovne veze osigurava isporuku okvira između bilo koja dva čvora na lokalnoj mreži, on to čini samo u mreži s vrlo specifičnom topologijom veze, točno topologijom za koju je dizajniran. Tipične topologije koje podržavaju protokoli sloja veze LAN-a uključuju dijeljenu sabirnicu, prsten i zvijezdu. Primjeri protokola sloja veze su Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.
Mrežni sloj. Ova razina služi za formiranje jedinstvenog transportnog sustava koji ujedinjuje nekoliko mreža s različitim principima prijenosa informacija između krajnjih čvorova.
Poruke mrežnog sloja obično se nazivaju paketi. Kada se organizira isporuka paketa na razini mreže, koristi se koncept "mrežnog broja". U tom slučaju adresa primatelja sastoji se od broja mreže i broja računala na toj mreži.
Kako biste prenijeli poruku od pošiljatelja koji se nalazi na jednoj mreži do primatelja koji se nalazi na drugoj mreži, morate napraviti niz tranzitnih prijenosa (skokova) između mreža, svaki put birajući odgovarajuću rutu. Dakle, ruta je niz usmjerivača kroz koje prolazi paket.
Problem izbora najboljeg puta naziva se rutiranje, a njegovo rješenje je glavni zadatak razini mreže. Ovaj problem komplicira činjenica da najkraći put nije uvijek i najbolji. Često je kriterij za odabir rute vrijeme prijenosa podataka duž te rute, a ono ovisi o kapacitetu komunikacijskih kanala i intenzitetu prometa koji se može mijenjati tijekom vremena.
Na razini mreže definirane su dvije vrste protokola. Prvi tip odnosi se na definiciju pravila za prijenos paketa podataka krajnjeg čvora od čvora do usmjerivača i između usmjerivača. Ovo su protokoli na koje se obično misli kada ljudi govore o protokolima mrežnog sloja. Mrežni sloj također uključuje drugu vrstu protokola, koji se nazivaju protokoli za razmjenu informacija o usmjeravanju. Pomoću ovih protokola usmjerivači prikupljaju informacije o topologiji mrežnih veza. Protokoli mrežnog sloja implementirani su softverskim modulima operacijskog sustava, kao i softverom i hardverom usmjerivača.
Primjeri protokola mrežnog sloja su TCP/IP skup IP Internetwork Protocol i Novell IPX stack Internetwork Protocol.
Transportni sloj. Na putu od pošiljatelja do primatelja paketi se mogu oštetiti ili izgubiti. Dok neke aplikacije imaju vlastito rukovanje pogreškama, postoje druge koje radije odmah rješavaju pouzdanu vezu. Posao transportnog sloja je osigurati da aplikacije ili gornji slojevi stoga - aplikacija i sesija - prenose podatke sa stupnjem pouzdanosti koji im je potreban. OSI model definira pet klasa usluga koje pruža transportni sloj.
U pravilu su implementirani svi protokoli, počevši od transportnog sloja pa naviše softver krajnji čvorovi mreže - komponente njihovih mrežnih operativnih sustava. Primjer transportnih protokola je TCP protokoli i UDP TCP/IP stog i SPX protokol Novell stog.
Razina sesije. Sloj sesije omogućuje upravljanje razgovorima kako bi se zabilježilo koja je strana trenutno aktivna i također pruža mogućnosti sinkronizacije. Potonji vam omogućuju umetanje kontrolnih točaka u duge prijenose tako da se u slučaju neuspjeha možete vratiti na posljednju kontrolnu točku, umjesto da počnete ispočetka. U praksi malo aplikacija koristi sloj sesije i rijetko se implementira.
Razina prezentacije. Ovaj sloj jamči da će informacije koje prenosi aplikacijski sloj razumjeti aplikacijski sloj u drugom sustavu. Prezentacijski sloj po potrebi pretvara formate podataka u neki uobičajeni format prezentacije, a na recepciji sukladno tome vrši obrnutu konverziju. Na taj način aplikacijski slojevi mogu prevladati, na primjer, sintaktičke razlike u prikazu podataka. Na ovoj razini moguće je izvršiti šifriranje i dešifriranje podataka, zahvaljujući čemu je osigurana tajnost razmjene podataka za sve aplikacijske usluge odjednom. Primjer protokola koji radi na prezentacijskom sloju je protokol Secure Socket Layer (SSL), koji osigurava sigurnu razmjenu poruka za protokole aplikacijskog sloja TCP/IP stoga.
Aplikacijski sloj. Aplikacijski sloj zapravo je samo skup različitih protokola preko kojih mrežni korisnici pristupaju zajedničkim resursima kao što su datoteke, pisači ili hipertekstualne web stranice, a također organiziraju svoju suradnju, na primjer, korištenjem protokola E-mail. Jedinica podataka s kojom aplikacijski sloj radi obično se naziva poruka.
Postoji vrlo širok izbor protokola aplikacijskog sloja. Navedimo kao primjere barem nekoliko najčešćih implementacija datotečnih usluga: NCP in operacijski sustav Novell NetWare, SMB in Microsoft Windows NT, NFS, FTP i TFTP uključeni u TCP/IP stog.

Protokoli interakcije aplikacija i protokoli transportnog podsustava

Funkcije na svim razinama OSI modela mogu se svrstati u jednu od dvije skupine: ili funkcije koje ovise o specifičnoj tehničkoj izvedbi mreže ili funkcije koje su orijentirane na rad s aplikacijama.
Tri niže razine - fizička, kanalska i mrežna - ovisne su o mreži, odnosno protokoli tih razina usko su povezani s tehničkom izvedbom mreže i korištenom komunikacijskom opremom.
Tri gornje razine - sesija, prezentacija i aplikacija - orijentirane su na aplikacije i malo ovise o tehničkim značajkama izgradnje mreže. Na protokole na tim razinama ne utječu promjene u topologiji mreže, zamjena hardvera ili migracija na drugu mrežnu tehnologiju.
Transportni sloj je međusloj, on skriva sve detalje funkcioniranja donjih slojeva od gornjih slojeva. To vam omogućuje da razvijate aplikacije neovisno o tehnička sredstva izravno uključeni u prijenos poruka.

Slika 2 prikazuje slojeve OSI modela na kojima rade različiti mrežni elementi.
Računalo na kojem je instaliran mrežni OS komunicira s drugim računalom koristeći protokole svih sedam razina. Računala ovu interakciju ostvaruju putem različitih komunikacijskih uređaja: čvorišta, modema, mostova, preklopnika, usmjerivača, multipleksera. Ovisno o vrsti, komunikacijski uređaj može raditi ili samo na fizičkom sloju (repetitor), ili na fizičkoj razini i razini veze (most i preklopnik), ili na fizičkoj razini, razini veze i mreže, ponekad uključujući transportni sloj (usmjerivač ).

Funkcionalna usklađenost tipova komunikacijske opreme s razinama OSI modela

Najbolji način za razumijevanje razlika između mrežnih adaptera, repetitora, mostova/sklopki i usmjerivača je razmišljanje o njima u smislu OSI modela. Odnos između funkcija ovih uređaja i slojeva OSI modela prikazan je na slici 3.

Repetitor, koji regenerira signale, omogućujući vam da povećate duljinu mreže, djeluje na fizičkoj razini.
Mrežni adapter radi na fizičkoj razini i razini podatkovne veze. Fizički sloj uključuje onaj dio funkcija mrežnog adaptera koji je povezan s prijemom i prijenosom signala preko komunikacijske linije, a dobivanje pristupa zajedničkom prijenosnom mediju i prepoznavanje MAC adrese računala već je funkcija sloj veze.
Mostovi većinu svog posla obavljaju na sloju podatkovne veze. Za njih je mreža predstavljena skupom MAC adresa uređaja. Oni izdvajaju te adrese iz zaglavlja dodanih paketima na sloju podatkovne veze i koriste ih tijekom obrade paketa kako bi odlučili na koji će port poslati određeni paket. Mostovi nemaju pristup podacima o mrežnoj adresi koji se odnose na više visoka razina. Stoga su ograničeni u donošenju odluka o mogućim putovima ili rutama za putovanje paketa kroz mrežu.
Usmjerivači rade na mrežnom sloju OSI modela. Za usmjerivače, mreža je skup mrežnih adresa uređaja i skup mrežnih putova. Usmjerivači analiziraju sve moguće putove između bilo koja dva mrežna čvora i odabiru najkraći. Prilikom odabira mogu se uzeti u obzir i drugi čimbenici, na primjer, stanje međučvorova i komunikacijskih vodova, kapacitet linije ili cijena prijenosa podataka.
Da bi usmjerivač mogao obavljati funkcije koje su mu dodijeljene, mora imati pristup detaljnijim informacijama o mreži od onih dostupnih mostu. Osim mrežne adrese, zaglavlje paketa mrežnog sloja sadrži podatke, na primjer, o kriterijima koji se trebaju koristiti pri odabiru rute, o vijeku trajanja paketa u mreži i o tome kojem protokolu više razine paket pripada do.
Zahvaljujući korištenju dodatne informacije, usmjerivač može izvesti više paketnih operacija od mosta/sklopke. Stoga je softver potreban za rad usmjerivača složeniji.
Slika 3 prikazuje drugu vrstu komunikacijskog uređaja - gateway, koji može raditi na bilo kojoj razini OSI modela. Gateway je uređaj koji izvodi prijevod protokola. Gateway se postavlja između komunikacijskih mreža i služi kao posrednik, prevodeći poruke koje dolaze iz jedne mreže u format druge mreže. Gateway se može implementirati ili isključivo pomoću softvera instaliranog na običnom računalu ili na temelju specijaliziranog računala. Prevođenje jednog hrpa protokola u drugi složen je intelektualni zadatak koji zahtijeva maksimum potpuna informacija o mreži, tako da pristupnik koristi zaglavlja svih protokola emitiranja.

IEEE 802 specifikacija

Otprilike u isto vrijeme kada je predstavljen OSI model, objavljena je specifikacija IEEE 802, koja učinkovito proširuje OSI mrežni model. Ovo proširenje događa se na podatkovnoj vezi i fizičkim slojevima, koji određuju kako više od jednog računala može pristupiti mreži bez sukoba s drugim računalima na mreži.
Ovaj standard detaljno opisuje ove slojeve razbijanjem sloja podatkovne veze na 2 podsloja:
– Logical Link Control (LLC) – podrazina kontrole logičke veze. Upravlja vezama između podatkovnih kanala i definira korištenje točaka logičkog sučelja, nazvanih Services Access Points, koje druga računala mogu koristiti za prosljeđivanje informacija višim slojevima OSI modela;
– Media Access Control (MAC) – podsloj kontrole pristupa uređaju. Omogućuje paralelni pristup za više mrežni adapteri na fizičkoj razini, ima izravnu interakciju s Mrežna kartica računalo i odgovoran je za osiguravanje prijenosa podataka bez grešaka između računala na mreži.

Prema stogu protokola

Paket protokola (ili skup protokola) kombinacija je protokola koji rade zajedno kako bi omogućili mrežnu komunikaciju. Ovi skupovi protokola obično se dijele u tri skupine, koje odgovaraju OSI mrežnom modelu:
– mreža;
– prijevoz;
– primijenjeno.
Mrežni protokoli pružaju sljedeće usluge:
– adresiranje i usmjeravanje informacija;
– provjera grešaka;
– zahtjev za reemitiranjem;
– uspostavljanje pravila interakcije u određenom mrežnom okruženju.
Popularni mrežni protokoli:
– DDP (Delivery Datagram Protocol). Appleov protokol za prijenos podataka koji se koristi u AppleTalku.
– IP (internetski protokol). Dio paketa TCP/IP protokola koji pruža informacije o adresiranju i usmjeravanju.
– IPX (Internetwork Packet eXchange) i NWLink. Novell NetWare mrežni protokol (i Microsoftova implementacija ovog protokola) koji se koristi za usmjeravanje i prosljeđivanje paketa.
– NetBEUI. Zajednički razvijen od strane IBM-a i Microsofta, ovaj protokol pruža usluge prijenosa za NetBIOS.
Prijenosni protokoli odgovorni su za osiguranje pouzdanog prijenosa podataka između računala.
Popularni transportni protokoli:
– ATP (AppleTalk Transaction Protocol) i NBP (Name Binding Protocol). AppleTalk sesija i transportni protokoli.
– NetBIOS/NetBEUI. Prvi uspostavlja vezu između računala, a drugi pruža usluge prijenosa podataka za tu vezu.
– SPX (Sequenced Packet Exchange) i NWLink. Novellov protokol usmjeren na povezivanje koji se koristi za pružanje isporuke podataka (i Microsoftova implementacija ovog protokola).
– TCP (Transmission Control Protocol). Dio skupa TCP/IP protokola koji je odgovoran za pouzdanu isporuku podataka.
Aplikacijski protokoli odgovorni za interakciju aplikacija.
Popularni aplikacijski protokoli:
– AFP (AppleTalk File Protocol). Protokol daljinski upravljač Macintosh datoteke.
– FTP (Protokol za prijenos datoteka). Još jedan član skupa TCP/IP protokola koji se koristi za pružanje usluga prijenosa datoteka.
– NCP (NetWare Core Protocol – NetWare Basic Protocol). Novell klijentska ljuska i preusmjerivači.
– SMTP (Simple Mail Transport Protocol). Član skupa TCP/IP protokola odgovoran za prijenos elektroničke pošte.
– SNMP (Simple Network Management Protocol). TCP/IP protokol koji se koristi za upravljanje i nadzor mrežnih uređaja.

Metode razmjene podataka u lokalnim mrežama

Za kontrolu razmjene (kontrola pristupa mreži, mrežna arbitraža) koriste se različite metode čije značajke uvelike ovise o topologiji mreže.

Postoji nekoliko skupina metoda pristupa na temelju vremenske podjele kanala:

 centralizirani i decentralizirani

 deterministički i slučajni

Centralizirani pristup kontrolira se iz kontrolnog centra mreže, poput poslužitelja. Metoda decentraliziranog pristupa funkcionira na temelju protokola bez kontrolnih akcija iz centra.

Deterministički pristup osigurava svakoj radnoj stanici zajamčeno vrijeme pristupa (na primjer, planirano vrijeme pristupa) mediju za prijenos podataka. Slučajni pristup temelji se na jednakosti svih stanica u mreži i njihovoj mogućnosti pristupa mediju u bilo kojem trenutku radi prijenosa podataka.

Centralizirani pristup mono kanalu

U mrežama s centraliziranim pristupom koriste se dvije metode pristupa: metoda prozivanja i metoda delegiranja. Ove se metode koriste u mrežama s eksplicitnim kontrolnim centrom.

Metoda anketiranja.
Razmjena podataka na LAN-u topologije zvijezda s aktivnim centrom (centralni poslužitelj). Sa zadanom topologijom, sve stanice mogu odlučiti da prenose informacije na poslužitelj u isto vrijeme. Središnji poslužitelj može komunicirati samo s jednom radnom stanicom. Stoga je u svakom trenutku potrebno odabrati samo jednu postaju koja emitira.

Središnji poslužitelj šalje zahtjeve svim stanicama redom. Svaka radna stanica koja želi poslati podatke (prva anketirana) šalje odgovor ili odmah započinje prijenos. Nakon završetka sesije prijenosa, središnji poslužitelj nastavlja prozivanje u krug. Stanice, u ovom slučaju, imaju sljedeće prioritete: najveći prioritet ima ona koja je najbliža zadnjoj stanici koja je završila razmjenu.

Razmjena podataka u mreži s topologijom sabirnice. Ova topologija može imati istu centraliziranu kontrolu kao zvijezda. Jedan od čvorova (središnji) šalje zahtjeve svim ostalima, otkrivajući tko želi slati, a potom dopušta prijenos onome od njih koji to prijavi nakon završetka prijenosa.
Metoda prijenosa ovlasti (prolaz tokena)
Token je servisni paket određenog formata u koji klijenti mogu smjestiti svoje informacijske pakete. Redoslijed prijenosa tokena preko mreže s jedne radne stanice na drugu postavlja poslužitelj. Radna stanica dobiva dozvolu za pristup mediju za prijenos podataka kada primi poseban token paket. Ovu metodu pristupa za mreže s topologijom sabirnice i zvijezde omogućuje ArcNet protokol.

Decentralizirani pristup mono kanalu

Razmotrimo decentralizirane determinističke i slučajne metode pristupa mediju za prijenos podataka.
Decentralizirana deterministička metoda uključuje metodu prosljeđivanja tokena. Metoda prosljeđivanja tokena koristi paket koji se naziva token. Token je paket koji nema adresu i slobodno kruži mrežom, može biti slobodan ili zauzet.

Razmjena podataka u mreži s topologijom prstena

1. Ova mreža koristi pristupnu metodu "prolaz tokena". Algoritam prijenosa je sljedeći:
a) čvor koji želi odašiljati čeka slobodni token, nakon što ga primi označi kao zauzet (mijenja odgovarajuće bitove), dodaje mu svoj paket i šalje rezultat dalje u prsten;
b) svaki čvor koji primi takav token ga prihvaća i provjerava da li je paket upućen njemu;
c) ako je paket adresiran na ovaj čvor, tada čvor postavlja posebno dodijeljen bit potvrde u tokenu i šalje modificirani token s paketom dalje;
d) prijenosni čvor prima natrag svoju poruku, koja je prošla kroz cijeli prsten, oslobađa token (označava ga kao slobodan) i ponovno šalje token mreži. U ovom slučaju, čvor pošiljatelj zna je li njegov paket primljen ili ne.

Za normalno funkcioniranje ove mreže potrebno je da jedno od računala ili poseban uređaj osigura da se token ne izgubi, a ako se token izgubi, ovo računalo ga mora kreirati i pokrenuti u mrežu.

Razmjena podataka u mreži s topologijom sabirnice

U tom slučaju svi čvorovi imaju jednak pristup mreži, a odluku o prijenosu donosi svaki čvor lokalno, na temelju analize stanja mreže. Nastaje natjecanje između čvorova za hvatanje mreže, pa su mogući sukobi među njima, kao i izobličenje prenesenih podataka zbog preklapanja paketa.

Pogledajmo najčešće korišteni višestruki pristup s detekcijom sudara (CSMA/CD). Suština algoritma je sljedeća:
1) čvor koji želi prenijeti informaciju prati stanje mreže i čim se oslobodi, započinje prijenos;
2) čvor prenosi podatke i istovremeno nadzire stanje mreže (prepoznavanje nositelja i detekcija kolizije). Ako se ne otkriju kolizije, prijenos je dovršen;
3) ako se otkrije kolizija, čvor je pojačava (odašilje još neko vrijeme) kako bi osigurao detekciju od strane svih odašiljačkih čvorova, a zatim zaustavlja odašiljanje. Drugi odašiljački čvorovi rade isto;
4) nakon što je neuspješni pokušaj prekinut, čvor čeka nasumično odabrano vremensko razdoblje tback, a zatim ponavlja svoj pokušaj odašiljanja, dok kontrolira kolizije.

U slučaju drugog sudara, trear se povećava. Na kraju, jedan od čvorova dolazi ispred ostalih čvorova i uspješno prenosi podatke. Metoda CSMA/CD često se naziva i metoda utrke. Ova metoda za mreže s topologijom sabirnice implementirana je Ethernet protokolom.