Български English [beta]
Здравей, гостенино. (вход, регистрация)
Екип Партньори Ресурси Статистики За контакт
Добави в любимиПредложи статияКонкурсиЗа рекламодатели
Начало
Форум
Към Кратки
Всички статии
 Литература
 Музика
 Филми и анимация
 На малкия екран
 Публицистика
 Популярни
 Кулинария
 Игри
 Спорт
 Творчество
 Други
Ключови думи
Поредици
Бюлетин

Търсене

Сивостен :: Мрежи: Структура и модел (статия) - Компютри, Комуникации, Мрежи
Мрежи: Структура и модел

Поредици: Мрежи

Автор: Иван Ж. Атанасов, петък, 28 ноември 2008.

Публикувано в Статии :: Популярни; Предложи Гледна точка

Намали размера на шрифтаУвеличи размера на шрифта

За да обясним основния модел на архитектурата на една мрежа трябва първо да обърнем внимание на един друг елемент от индустрията – подходът за изграждане на дадено приложение на слоеве. Какво всъщност са слоевете? Докато пишете нещо на клавиатурата взаимодействате с компютъра. Но процесора чете съвсем различен тип инструкции. Как тогава буквите, които въвеждате, се обработват от компютъра, за да се изобрази в крайна сметка на екрана текст? Всъщност, пишейки вие преминавате през всички слоеве – от хардуера, през операционната система и реализираните в нея системни примитиви, та чак до приложния софтуер, независимо дали той е Word, Notepad, или нещо друго. Макар и опростено, тъй като има значително повече слоеве, през които се преминава, това описание горе-долу дава представа за концепцията.

Иначе казано, в рамките на машината слоят x взаимодейства предава данни и контролна информация на по-долния слой x-1 докато се стигне до най-ниския – този, който е физическата среда за обработка, или в случая на мрежите – за предаване на данните. В случая на мрежовите архитектури, обаче, ние не се интересуваме от всички нива, защото в тази структура повечето слоеве реално комуникират един с друг в рамките на една машина. Има обаче такива, които се свързват с други, да речем от n-то ниво, които се свързват със „събратята си” от същото ниво на друга машина. Именно те представляват интерес от гледната точка, през която надничаме в този материал.

Как взаимодействат тези слоеве помежду си? Естествено, има съгласувани правила между комуникиращите страни, които определят рамките, и методите, по които протича комуникацията. Този набор от правила наричаме протокол. Например всеки от нас се сблъсква със съкращения като HTTP или FTP. Това са имена на такива протоколи, в случая от най-високо ниво.

Казахме, че транспортната среда е най-ниският слой. Споменахме, че всеки слой предава на долните данни и контролна информация. Какво се случва обаче при получаване? Ами, процесът протича по аналогичен начин, като информацията се предава от ниво 1 нагоре, като на всяка стъпка се премахва контролната информация, предназначена за дадения слой. Докато в крайна сметка достигне до потребителя. В този случай, до вас достига текста на тази статия, например.

Основен принцип в съвременните мрежови архитектури е принципът за разслояване на функциите по управление на връзките, като всеки слой ползва услугите, предоставени от по-долните слоеве, без да знае как са реализирани тези услуги.

Защо се използва подобна структура, а не всичко да е на едно място? Звучи значително по-ефективно, ще каже някой. Ами представете си, че няма разслояване и искаме да направим някои промени, да речем в протокола http. В нашия случай, тъй като всеки слой предоставя на горния интерфейс, определящ функциите и услугите, които може да използва, промяната няма да засегне нищо от това, което лежи отдолу. Всъщност нищо и от онова, което стои по-горе. Ако обаче цялата структура бе монолитна, в подобна ситуация ще се наложи да се направят изменения на всяко ниво, та чак до транспортната среда. Вече не звучи толкова логично и ефективно, нали? Или с други думи разслояването позволява да се промени изцяло имплементацията на даден слой x, без да се променя имплементацията на другите слоеве – достатъчно е да се запази интерфейсът, които слой x осигурява на горния слой x+1.

Вече казахме, че за мрежовата архитектура от значение са само слоевете от едно и също ниво, които комуникират помежду си извън рамките на една единствена машина. Всъщност би било по-точно да кажем, че тя се определя от тях, както и от услугите, които те предоставят и протоколите, по които се осъществява комуникацията. Как именно са реализирани, какъв е интерфейсът между отделните слоеве – те не са видими извън даден обект на мрежата, не е дори задължително да са еднакви за машините свързани помежду си. Задължително е само всеки от разглежданите в рамките на архитектурата да може да се свързва със съответния в друга машина, т.е. да реализира даденият протокол и да предоставя съответните услуги.

Да разгледаме модела на международната стандартизационна организация ISO, наречен open system interconnection или съкратено OSI. Самият той е абстрактен модел, описва предназначението на слоевете, но не включва набор протоколи или услуги, които са свързани с тях. Това е и причината да се явява най-удобната база за описване на архитектурата и моделът на една мрежа. В него има седем слоя – физически, канален, мрежов, транспортен, сесиен, представителен и приложен. Сигурно вече се досетихте, че физическият е най-ниското ниво, докато приложният е най-високото, останалите са подредени в нарастващ ред.

Да започнем от най-ниското ниво. Физическият слой реализира предаването на информацията през физическата среда. Функцията му е да управлява кодирането и декодирането на електрическите сигнали, представляващи битовете – 0 и 1. Той няма отношение към предназначението на предаваната или получавана информация, която се крие зад потока битове, единствено осигурява възможност на по-горното ниво да активира, поддържа и прекратява физическата свързаност, както и препраща обработената (кодирана и декодирана) информация към и от физическата среда.

Над него седи каналният слой, чиято функция е да открива и коригира грешки получили се при предаването на данните. Работи с отрязъци от по стотици или хиляди байта, като за реализация на надеждна комуникация, всеки път, когато дадена порция бъде обработена приемащата машина уведомява изпращащата за успешно получен кадър (така наричаме тези парчета) и изпраща потвърждаващ такъв. Форматът на кадрите се определя от протоколите, които работят на даденото ниво, които обаче както казахме в нашият модел не са описани. В най-разпространения случай точно тук приключва работата на хардуера и започва работата на софтуера по реализацията на мрежата.

Следва мрежовият слой. За системите реализиращи само възлите в една подмрежа, той се явява и последен. Отговаря за маршрутизирането на пакетите, чрез които си комуникират приложните програми в двете крайни системи. Реализиран е програмно.

Транспортният слой осигурява, както си личи от името му, транспортирането на съобщенията от изпращача до получателя. При него съобщенията се разбиват на пакети, с фиксиран размер и се предават на мрежовия слой. При получаване тези пакети се събират (или реасемблират) отново на същото ниво. Или накратко – основната задача на транспортния слой е да се „грижи” за надеждното и ефективно предаване на информацията между крайните системи.

Сесийният слой осигурява различни режими на диалог – двупосочен едновременен, еднопосочен и двупосочен алтернативен. Освен това предоставя възможност за прекъсване на комуникацията и последващо възстановяване от мястото на прекъсването. Ако липсва сесиен слой, не може да се осигури подобно поведение, поради факта, че не се осъществява сесия, и всяко съобщение се предава независимо от другите.

Дотук все още не се интересуваме от значението на предаваната информация. Най-ниският слой, при който това се променя е именно представителният, който се явява и следващ в нашите разглеждания. Той определя синтаксиса на предаваните съобщения и уеднаквява вътрешната структура на предаваните данни. По този начин на приложно ниво няма значение как в двете комуникиращи системи се представят данните.

Приложният слой е най-високото ниво. Към него се свързват потребителските процеси в крайните машини. Някои потребителски процеси са интерактивни - взаимодействат си в голям период от време с кратки съобщения от тип заявка-отговор. За този тип комуникация например служи небезизвестният hyper text transfer protocol (HTTP). Има естествено и други, които взаимодействат с малко на брой големи по обем порции от данни, където се намесват протоколи като например file transfer protocol (FTP). Естествено, това далеч не изчерпва целият арсенал от протоколи на това ниво.

При модела, с който се сблъскваме всички ние най-често, а именно TCP/IP липсват сесийният и представителен слой. Мрежовият пък е известен като интернет, а каналният и физическият са обединени в един – такъв за достъп до мрежата. И въпреки тези разлики и фактът че TCP/IP е описан заедно с конкретните протоколи, които се използват за реализацията му, той се подчинява на основните правила, които описахме в тази статия. В действителност тези промени, които го различават от OSI модела не са самоцелни, просто при реализацията на реална мрежа има специфики, които налагат структурата да бъде изменена.






Допадна ли ви този материал? (8) (0) 3988 прочит(а)

 Добави коментар 
Ако сте регистрирани във форума можете да коментирате и тук

Име:
Текст:
Код:        

 Покажи/скрий коментарите (9) 



AdSense
Нови Кратки @ Сивостен


Реклама


Подобни статии

Случаен избор


Сивостен, v.5.3.0b
© Сивостен, 2003-2011, Всички права запазени
Препечатването на материали е нежелателно. Ако имате интерес към някои от материалите,
собственост на сп. "Сивостен" и неговите автори, моля, свържете се с редакционната колегия.