Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей

Сети и системы телекоммуникаций

Основы организации сетей

ИМКН УрФУ

План

Проблемы создания сетей

Многоуровневая организация сетей

Службы, интерфейсы и протоколы

Архитектура сети и стек протоколов

Инкапсуляция

Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей

2


• Надёжность

• Развитие сети

• Распределение ресурсов

• Качество обслуживания

• Безопасность


3


Надёжность сетей

Ошибки при передаче по сети

o Искажение передаваемых данных

o Потеря сообщений

o Нарушение порядка передачи сообщений

Поиск рабочего пути через сеть

o Несколько путей от источника к адресату

o Часть оборудования может выходить из

строя 4


Развитие сети

Масштабируемость

o Рост числа устройств в сети

Объединение сетей

o Разные механизмы адресации

o Разные размеры сообщений

o Нарушение порядка передачи сообщений

5


Распределение ресурсов

Распределение пропускной способности сети

o Статическое

o Динамическое

Управление потоком

o Быстрый отправитель перегрузит данными

медленного получателя

o Скопление – перегрузка сети большим

количеством одновременных отправлений6


Качество обслуживания

Что такое качество обслуживания в сети?

Качество разное для разных типов

нагрузки

o Файлы

• Отсутствие искажения данных

• Допустимы задержки

o Видео, голос

• Минимальная задержка

• Допустимы небольшие искажения 7


Безопасность

Перехват информации, передаваемой по

сети

o Пароли

Поддельные узлы сети

o Фальшивый сайт банка

Изменение сообщений

o Было: «Снимите с моего счёта $10»

o Стало: «Снимите с моего счёта $1000»8


Как строить сети?

Создание сети – сложная задача

Проблем при создании сетей очень много

Как организовать сеть так, чтобы все

перечисленные проблемы были решены?

9


Организация сети

Сложную задачу строительства сети нужно

разбить на несколько более простых задач

Сети организуются в наборы уровней

o Каждый последующий уровень возводится

над предыдущим

o Цель уровня – предоставление сервиса

вышестоящему уровню

10


Уровни сети

11

Уровень 4

Уровень 2

Уровень 3

Уровень 1

Среда передачи данных

Уровень 1

Уровень 2

Уровень 3

Уровень 4

Хост 1 Хост 2


Преимущества уровней

Декомпозиция задачи

o Почти неразрешимая задача создания сети

делится на ряд более простых задач

Изоляция решений, возможность смены

технологий:

o Задача – заменить медные кабели в сети

оптическими (или даже Wi-Fi)

o Меняется только уровень, взаимодействующий

со средой

o Остальное ПО переписывать не нужно 12


Терминология

Сервис

Интерфейс

Протокол


Стек протоколов

Архитектура сети

13


Сервис

Сервис определяет, что именно делает

уровень

Примеры сервисов:

o Надёжная передача потока данных

o Согласование форматов передаваемых

данных

o Поиск маршрута между сетями

Сервис не определяет:

o Как именно уровень реализует сервис

o Как получить доступ к данному уровню

14


Протокол

Протокол уровня n – правила и соглашения,

используемые для связи уровня n одного хоста

с уровнем n другого хоста.

15


Протоколы сети

16

Уровень 4

Уровень 2

Уровень 3

Уровень 1


Уровень 1

Уровень 2

Уровень 3

Уровень 4


Протокол уровня 4





Интерфейс

Интерфейс – набор примитивных операций,

предоставляемых нижним уровнем верхнему

17


Интерфейсы сети

18

Уровень 4

Уровень 2

Уровень 3

Уровень 1


Уровень 1

Уровень 2

Уровень 3

Уровень 4


Интерфейс 3/4







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


Сервис, интерфейс, протокол

Сервис – что делает уровень?

Интерфейс – как использовать возможности

уровня?

Протокол – как уровень это делает?

20



Зачем разделять эти понятия?

21




Разделение интерфейса и реализации Реализацию можно менять без ущерба для

пользователей

22






Объектно-ориентированное программирование: Объявление класса открыто (интерфейс)

Реализация методов класса закрыта

23






Внутри хоста: Интерфейс остается постоянным Протокол может меняться

Между хостами: Протокол остается постоянным Интерфейсы могут меняться

24


Архитектура сети

Архитектура сети – набор уровней и

протоколов сети

o Интерфейсы не входят в архитектуру!

Стек протоколов – иерархически

организованный набор протоколов,

достаточный для организации

взаимодействия по сети

25



Инкапсуляция – включение сообщения

вышестоящего уровня в сообщение

нижестоящего уровня

Сообщение: заголовок + данные + концевик

26



27

З2З2

З1З1 К1К1

Уровень 3

Уровень 2

Уровень 1




Заголовок и протокол

Заголовок – средство виртуального общения

между уровнями

Протокол реализуется через заголовки

сообщений

28

Итоги


Многоуровневая организация сетей

Службы, интерфейсы и протоколы

Архитектура сети и стек протоколов



29


Вопросы?

30

Education

Сети и системы телекоммуникаций. Основы организации сетей