Tarmoq uskunasi Kamutotorning sxematik diagrammasi 9

1.1. LAN tarmoq uskunasining tarkibi va xususiyatlarini tahlil qilish

Mahalliy tarmoq (LAN) - bu korxona va tashkilotlar doirasidagi kichik maydonni qamrab oluvchi, davlat resurslari - apparat, dasturiy ta'minot va axborotdan jamoaviy foydalanishga yo'naltirilgan axborot almashinuvi va taqsimlangan ma'lumotlarni qayta ishlash tizimi.

Mahalliy kompyuter tarmoqlarini yaratishda hal qilinadigan asosiy vazifa elektr va mexanik xususiyatlar bo'yicha uskunalarning mosligini ta'minlash va kodlash tizimi va ma'lumotlar formati bo'yicha axborot ta'minoti (dasturlar va ma'lumotlar) mosligini ta'minlashdir. Ushbu muammoni hal qilish standartlashtirish sohasiga tegishli va OSI modeli (o'zaro ta'sir modeli) deb ataladigan modelga asoslanadi. ochiq tizimlar- Ochiq tizim o'zaro bog'lanishlari modeli). OSI modeli Xalqaro standartlar tashkilotining (ISO) texnik takliflari asosida yaratilgan.
OSI Tarmoq Modeli (EMVOS), Ochiq tizimlar oʻzaro bogʻlanishining asosiy mos yozuvlar modeli (1978) aloqa va tarmoq protokollarini ishlab chiqish uchun mavhum tarmoq modelidir. O'lchov nuqtai nazaridan kompyuter tarmog'ining istiqbolini taklif qiladi. Har bir o'lchov uskunaning o'zaro ta'siri jarayonining o'ziga xos qismiga xizmat qiladi. Ushbu tuzilma tufayli tarmoq uskunalari va dasturiy ta'minotning birgalikda ishlashi ancha oson va shaffofroq bo'ladi.
OSI modeliga ko'ra, kompyuter tarmoqlari arxitekturasini turli darajalarda ko'rib chiqish kerak (jami darajalar soni ettitagacha). Eng yuqori daraja qo'llaniladi. Bu darajada foydalanuvchi hisoblash tizimi bilan o'zaro aloqada bo'ladi. Pastki daraja jismoniy. Bu qurilmalar o'rtasida signal almashinuvini ta'minlaydi. Aloqa tizimlarida ma'lumotlar almashinuvi ularni yuqori darajadan pastki darajaga ko'chirish, keyin tashish va nihoyat, mijozning kompyuterida pastki darajadan yuqoriga o'tish natijasida teskari o'ynatish orqali sodir bo'ladi.
Yettita mumkin bo'lgan arxitektura darajasining har birida zarur muvofiqlikni ta'minlash kompyuter tarmog'i protokollar deb ataladigan maxsus standartlar mavjud. Ular tarmoq komponentlarining (apparat protokollari) apparat ta'sirining tabiatini va dasturlar va ma'lumotlar (dasturiy ta'minot protokollari) o'rtasidagi o'zaro ta'sirning xarakterini belgilaydi. Jismoniy jihatdan, protokolni qo'llab-quvvatlash funktsiyalari apparat qurilmalari (interfeyslar) va dasturiy ta'minot (protokolni qo'llab-quvvatlash dasturlari) tomonidan amalga oshiriladi. Protokollarni qo'llab-quvvatlaydigan dasturlar ham protokollar deb ataladi.
Arxitekturaning har bir darajasi ikki qismga bo'linadi:
xizmat spetsifikatsiyasi;
protokol spetsifikatsiyasi.
Xizmat spetsifikatsiyasi qatlam nima qilishini va protokol spetsifikatsiyasi uni qanday bajarishini belgilaydi va har bir qatlamda bir nechta protokol bo'lishi mumkin.
Dasturiy ta'minotning har bir qatlami tomonidan bajariladigan funktsiyalarni ko'rib chiqing:
Jismoniy qatlam bilan bog'lanadi jismoniy kanal, shunday qilib, kanalni uzish, kanalni boshqarish. Bod tezligi va tarmoq topologiyasi aniqlanadi.
Modelning eng past darajasi to'g'ridan-to'g'ri ma'lumotlar oqimini uzatish uchun mo'ljallangan. Elektr yoki optik signallarni kabel yoki radioeshittirishga uzatadi va shunga mos ravishda ularni raqamli signalni kodlash usullariga muvofiq qabul qiladi va ma'lumotlar bitlariga aylantiradi. Boshqacha qilib aytganda, u tarmoq muhiti va tarmoq qurilmasi o'rtasidagi interfeysni ta'minlaydi.
Ushbu darajada aniqlangan parametrlar: uzatish muhiti turi, signal modulyatsiyasi turi, mantiqiy "0" va "1" darajalari va boshqalar.
Bu darajada konsentratorlar (markazlar), signal takrorlagichlari (takrorlagichlar) va media-konvertorlar ishlaydi.
Jismoniy qatlam funktsiyalari tarmoqqa ulangan barcha qurilmalarda amalga oshiriladi. Kompyuter tomonida jismoniy qatlam funktsiyalari tarmoq adapteri yoki ketma-ket port orqali amalga oshiriladi. Jismoniy qatlam ikki tizim o'rtasidagi jismoniy, elektr va mexanik interfeyslarni o'z ichiga oladi. Jismoniy qatlam optik tolali, o'ralgan juftlik, koaksial kabel, sun'iy yo'ldosh ma'lumotlar uzatish kanali va boshqalar kabi ma'lumotlarni uzatish vositalarining turlarini belgilaydi. Jismoniy qatlamga tegishli tarmoq interfeyslarining standart turlari: V.35, RS-232C, RS- 485, RJ-11, RJ-45, AUI va BNC konnektorlari.
Bog'lanish qatlami uzatilgan ma'lumotlar massivlariga yordamchi belgilar qo'shadi va uzatilgan ma'lumotlarning to'g'riligini nazorat qiladi. Bu erda uzatilgan ma'lumotlar bir nechta paketlarga yoki ramkalarga bo'linadi. Har bir paketda manba va maqsad manzillari hamda xatolarni aniqlash vositalari mavjud.
Oth qatlami jismoniy qatlamdagi tarmoqlarning o'zaro ta'sirini ta'minlash va yuzaga kelishi mumkin bo'lgan xatolarni nazorat qilish uchun mo'ljallangan. U jismoniy qatlamdan olingan ma'lumotlarni freymlarga to'playdi, yaxlitligini tekshiradi, kerak bo'lganda xatolarni tuzatadi (zararlangan ramka uchun takroriy so'rovni yaratadi) va uni tarmoq qatlamiga yuboradi. Bog'lanish qatlami bir yoki bir nechta jismoniy qatlamlar bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin, bu o'zaro ta'sirni nazorat qiladi va boshqaradi.
IEEE 802 spetsifikatsiyasi ushbu qatlamni ikkita pastki qatlamga ajratadi - MAC (Media Access Control) umumiy jismoniy muhitga kirishni tartibga soladi, MChJ (Logical Link Control) tarmoq sathi xizmatlarini taqdim etadi. Kalitlar va ko'priklar shu darajada ishlaydi.
Tarmoq qatlami tarmoqlar o'rtasida axborot uzatish yo'nalishini belgilaydi, xatolarni qayta ishlashni, shuningdek, ma'lumotlar oqimini boshqarishni ta'minlaydi. Tarmoq qatlamining asosiy vazifasi - ma'lumotlarni marshrutlash (tarmoqlar o'rtasida ma'lumotlarni uzatish).
OSI tarmoq modelining uchinchi darajasi ma'lumotlarni uzatish yo'lini aniqlash uchun mo'ljallangan. Mantiqiy manzillar va nomlarni jismoniy manzillarga tarjima qilish, eng qisqa marshrutlarni aniqlash, kommutatsiya va marshrutlash, muammolar va tarmoqdagi "tirbandlik" ni kuzatish uchun javobgardir.
Tarmoq sathi protokollari ma'lumotlarni manbadan manzilga yo'naltiradi. Router (router) bu darajada ishlaydi.
Transport qatlami quyi qatlamlarni (fizikaviy, ma'lumotlar aloqasi, tarmoq) yuqori qatlamlar bilan bog'laydi, ular dasturiy ta'minotda amalga oshiriladi. Bu qatlam tarmoqdagi ma'lumotlarni ishlab chiqarish vositalarini ularni uzatish vositalaridan ajratib turadi. Bu yerda ma'lumotlar ma'lum uzunlikka ko'ra bo'linadi va maqsad manzili ko'rsatiladi.
Modelning th darajasi jo'natuvchidan qabul qiluvchiga ishonchli ma'lumotlarni uzatishni ta'minlash uchun mo'ljallangan. Shu bilan birga, ishonchlilik darajasi juda xilma-xil bo'lishi mumkin. Transport qatlami protokollarining koʻplab sinflari mavjud boʻlib, ular faqat asosiy transport funksiyalarini taʼminlovchi protokollardan tortib (masalan, qabul qilinganligini tasdiqlamasdan maʼlumotlarni uzatish funksiyalari) va bir nechta maʼlumotlar paketlarini toʻgʻri ketma-ketlikda belgilangan manzilga yetkazilishini kafolatlovchi protokollargacha boʻlgan. , bir nechta ma'lumotlar oqimini multiplekslash, ma'lumotlar oqimini boshqarish mexanizmini ta'minlash va olingan ma'lumotlarning haqiqiyligini kafolatlash.
Seans darajasi o'zaro aloqada bo'lgan ikki foydalanuvchi o'rtasidagi aloqa seanslarini boshqaradi, aloqa seansining boshlanishi va tugashini, aloqa seansining vaqtini, davomiyligini va rejimini, oraliq nazorat qilish uchun sinxronlash nuqtalarini va ma'lumotlarni uzatishda tiklashni belgilaydi; ma'lumotlarni yo'qotmasdan aloqa seansidagi xatolardan keyin ulanishni tiklaydi.
Misollar: UDP bitta datagramma ichidagi ma'lumotlarning yaxlitligini kuzatish bilan cheklangan va butun paketni yo'qotish yoki paketlarni ko'paytirish yoki ma'lumotlar paketlarini qabul qilish tartibining buzilishi ehtimolini istisno etmaydi. TCP ishonchli uzluksiz ma'lumotlarni uzatishni ta'minlaydi, ma'lumotlarning yo'qolishini yoki tartibsiz yoki takrorlanishini bartaraf qiladi, ma'lumotlarni qayta taqsimlashi, katta hajmdagi ma'lumotlarni qismlarga ajratishi va aksincha, fragmentlarni bitta paketga yopishtirishi mumkin.
Vakillik darajasi - foydalanuvchi dasturi uchun zarur bo'lgan shaklda ma'lumotlar taqdimotini boshqaradi, ma'lumotlarni siqish va ochishni amalga oshiradi. Ushbu darajadagi vazifa ma'lumotni uzatishda ishlatiladigan formatga aylantirishdir axborot tizimi... Ma'lumotlar qabul qilinganda, ushbu taqdimot qatlami teskari transformatsiyani amalga oshiradi.
Ushbu qatlam protokolni o'zgartirish va ma'lumotlarni kodlash / dekodlash uchun javobgardir. U dastur sathidan olingan ilova so'rovlarini tarmoq orqali uzatish formatiga aylantiradi va tarmoqdan olingan ma'lumotlarni ilovalar tushunadigan formatga aylantiradi. Ushbu darajada ma'lumotlarni siqish / dekompressiya yoki kodlash / dekodlash, shuningdek so'rovlarni mahalliy ravishda qayta ishlash imkoni bo'lmasa, boshqa tarmoq resursiga yo'naltirish mumkin.
OSI Reference Modelining 6-qatlami (ko'rinishlar) odatda qo'shni qatlamlardan ma'lumotni o'zgartirish uchun oraliq protokol hisoblanadi. Bu heterojen kompyuter tizimlarida ilovalarni shaffof tarzda almashish imkonini beradi. Taqdimot qatlami formatlash va kodni o'zgartirishni ta'minlaydi. Kodni formatlash ilova o'zi uchun mantiqiy bo'lgan ma'lumotlarni qayta ishlash uchun qabul qilishini ta'minlash uchun ishlatiladi. Agar kerak bo'lsa, bu qatlam bir ma'lumot formatidan boshqasiga tarjima qilishi mumkin.
Taqdimot qatlami nafaqat ma'lumotlarning formatlari va taqdimoti, balki dasturlar tomonidan ishlatiladigan ma'lumotlar tuzilmalari bilan ham shug'ullanadi. Shunday qilib, 6-qavat ma'lumotlarning tranzitda tashkil etilishini ta'minlaydi.
Amaliy qatlam fayllarga xizmat ko'rsatadigan tarmoq ilovalari bilan o'zaro ta'sir qiladi, shuningdek, hisoblash, ma'lumot qidirish, mantiqiy ma'lumotlarni o'zgartirish, pochta xabarlarini uzatish va boshqalarni amalga oshiradi. Ushbu darajadagi asosiy vazifa foydalanuvchilarga qulay interfeysni ta'minlashdir.
Modelning yuqori darajasi foydalanuvchi ilovalarining tarmoq bilan o'zaro ta'sirini ta'minlaydi. Bu qatlam ilovalarga quyidagi tarmoq xizmatlaridan foydalanish imkonini beradi:
fayllar va ma'lumotlar bazalariga masofadan kirish
elektron pochtani yo'naltirish.
Yuqoridagilardan xulosa qilishimiz mumkin:
Turli darajalarda almashinuv turli xil axborot birliklari bilan amalga oshiriladi: bitlar, ramkalar, paketlar, sessiya xabarlari, foydalanuvchi xabarlari.