Modele i pojęcia komunikacji (transmisji danych). Modele
Transkrypt
Modele i pojęcia komunikacji (transmisji danych). Modele
Modele i pojęcia komunikacji (transmisji danych). Modele odniesienia sieci komputerowych Pojęcia i definicje Założenia metodologiczne modelów odniesienia Przykłady sieci Modele ( OSI, DARPA –TCP/IP, hybrydowy) Wady i zalety poszczególnych modeli Model komunikacyjny Źródło Nadawca Nadajnik zamienia sygnał Odbiornik zamienia dane na sygnał System transmisyjny przenosi generuje dane które mają być przesłane sygnał na dane Przeznaczenie Adresat odbiera przesłane dane Uproszczony model komunikacyjny - diagram Kluczowe zadania komunikacyjne Wykorzystanie systemu transmisyjnego Interfacing – połączenie urządzeń i systemu Generowanie sygnału Synchronizacja Zarządzanie wymianą i transmisją Wykrywanie i korekcja błędów Kontrola przepływu Adresowanie i routowanie Przywracanie działania ( recovery ) Formatowanie wiadomości Bezpieczeństwo Zarządzanie siecią Uproszczony model komunikacyjny przesyłania danych Rodzaje transmisji / połączenia Jednostronna - simplex Naprzemienna - półdupleks – half duplex Obustronna – pełny duplex – full duplex Sieć ( transmisja ) punkt – punkt Sieć rozgłoszeniowa ( broadcast) – wspólny kanał komunikacyjny Rodzaje komunikacji Bezpołączeniowa Połączeniowa Połączenia sieciowe Połączenia punkt-punkt nie są zwykle praktyczne Urządzenia są zbytnio oddalone Olbrzymia ilość urządzeń wymagałaby gigantycznej ilości połączeń Rozwiązaniem jest sieć komunikacyjna Uproszczony model sieciowy Sieci WAN Olbrzymie geograficzne obszary Nieograniczone formalnymi granicami W oparciu o wspólne łącza transmisyjne Linie transmisyjne (circuits,channels,trunks) urządzenia przełączające (węzły) Technologie alternatywne Komutacja obwodów Komutacja pakietów Frame relay Asynchronous Transfer Mode (ATM) Przełączanie obwodów (circuit switching) Zestawiana, dedykowana ścieżka komunikacyjna podczas trwania rozmowy Np. sieć telefoniczna Komutacja pakietów Dane nie są przesyłane w kolejności Porcjami są małe fragmenty (pakiety) danych Pakiety przesyłane z węzła do węzła pomiędzy źródłem a przeznaczeniem Używane dla połączeń typu terminal - komputer i komputer - komputer Frame Relay System komutacji pakietów ma duży narzut by skompensować błędy Nowoczesne systemy są pewniejsze Błędy mogą być wychwycone w odbiorniku końcowym Większość ww. narzutu jest odrzucana Asynchronous Transfer Mode ATM Wynik ewolucji Frame Relay Mały narzut na kontrole błędów Stała długość pakietu (zwanego komórką) Od 10Mbps do Gbps Stała szybkość transmisji używająca techniki komutacji pakietów (przełączania) Integrated Services Digital Network ISDN Zaprojektowany by zastąpić telefonię publiczną Szeroki wybór usług Komunikacja wyłącznie cyfrowa Sieci LAN Mniejszy zakres Budynek albo obszar kampusa Zwykle używane przez jedną organizację Dużo większa szybkość transmisji Na ogół technika rozgłoszeniowa Aktualnie proponuje się środowiska switchowane oraz ATM Protokoły Używane do komunikacji między obiektami w systemach Muszą komunikować się w ten sam sposób Obiekty Aplikacje użytkownika Usługi e-mail terminale Systemy Komputer Terminal Zdalne czujniki Kluczowe elementy protokołów Składnia Format danych Poziomy sygnałów Semantyka Informacje kontrolne Obsługa błędów Taktowanie Ustalanie prędkości Sekwencjonowanie Architektura protokołu Zadania komunikacyjne rozbite na moduły Przykładowo transmisja plików może być rozbita na 3 moduły Aplikacja przesyłania plików Moduł usług komunikacyjnych Moduł dostępu do sieci Uproszczona architektura przesyłania plików Trójwarstwowy model Warstwa dostępu do sieci Warstwa transportowa Warstwa aplikacji Warstwa dostępu do sieci Wymiana danych pomiędzy komputerem a siecią Nadawca podaje adres odbiorcy Nadawca może zażądać różnych usług Zależna od typu użytej sieci (LAN, komutacja pakietów itp.) Warstwa transportowa Niezawodna wymiana danych Niezależna od używanej sieci Niezależna od używanej aplikacji Warstwa aplikacji Wsparcie dla różnych aplikacji np. e-mail, transport plików Wymagania adresowe Wymagane są dwa poziomy adresowania Każdy komputer potrzebuje unikalnego adresu Każda aplikacja w komputerze wielozadaniowym wymaga swojego unikatowego adresu (multitasking) Punkt dostępu do usługi – Service Access Point (SAP) Architektura sieci protokołów i Protokoły w uproszczonej architekturze Jednostka danych protokołu Protocol Data Units (PDU) W każdej warstwie protokoły używane są do zapewnienia komunikacji Informacje kontrolne są dodawane do danych w każdej warstwie Warstwa transportowa może fragmentować dane Każdy fragment ma dodany nagłówek transportowy Docelowy SAP Numer sekwencyjny Kod wykrywający błędy Wszystko to powyżej daje nam PDU PDU warstwy sieciowej Dodaje nagłówek sieci Adres sieciowy przeznaczenia Żądana usługa Zasada działania takiej architektury Modele Model odniesienia Odniesienia OSI Model Odniesienia TCP/IP Porównanie modeli OSI i TCP/IP Krytyka modelu OSI Krytyka modelu TCP/IP Model OSI Open Systems Interconnection Rozwijany przez International Organization for Standardization (ISO) Siedem warstw Model teoretyczny dostarczony za późno ( 1983 – 1984) TCP/IP jest faktycznym standardem Warstwy Warstwa Warstwa Warstwa Warstwa Warstwa Warstwa Warstwa 7: 6: 5: 4: 3: 2: 1: modelu OSI Aplikacji Prezentacji Sesji Transportu Sieci Łącza danych (liniowa) Fizyczna Warstwy aplikacji (7-5) Warstwy przepływu danych (4-1) Model Model warstwowy OSI . warstwowy OSI Model sieci TCP/IP Architektura protokołu TCP/IP Rozwinięty przez US Defense Advanced Research Project Agency (DARPA) dla sieci komutacji pakietów (ARPANET) Używany globalnie w Internecie Bardziej model ‘roboczy’ niż ‘oficjalny’ Warstwa aplikacji Połączenie host-host lub warstwa transportowa Warstwa Internetu Warstwa sieciowa Warstwa fizyczna Warstwy protokołów i sieci Architektura protokołu TCP/IP Warstwa fizyczna Łącze fizyczne pomiędzy urządzeniami transmitującymi dane (np.. komputer) i medium transmisyjne lub sieć Charakterystyki medium transmisyjnego Poziomy sygnałów Szybkość transmisji Itp.. Warstwa sieciowa Wymienia dane pomiędzy systemem końcowym a siecią Adres odbiorcy Usługi w rodzaju priorytetów, itp. Warstwa Internetowa (IP) Systemy mogą być podłączone do różnych sieci Funkcje routowania poprzez wiele sieci Zaimplementowane w systemach końcowych i routerach Warstwa transportowa (TCP) Niezawodne dostarczanie danych Transmitowanie „w kolejności” Warstwa aplikacji Wsparcie dla aplikacji użytkownika np. http, SMTP Protokoły TCP/IP w modelach OSI i TCP/IP Porównanie modeli OSI i TCP/IP Kluczowe koncepcje modelu OSI Usługi ( services) Punkty dostępu(Interfaces) Protokoły ( na zasadzie peer to peer) Standaryzacja ISO WORKING DOCUMENT nobody implements! COMMITTEE DRAFT TECHNICAL REPORT still nobody implements!! DRAFT INTERNATIONAL STANDARD TECHNICAL REPORT FULL STANDARD Copyright © 2001 by Aiko Pras These sheets may be used for educational purposes Standaryzacja IETF WORKING DOCUMENT implementation experience must be obtained PROPOSED STANDARD after a maximum of 2 years several independent implementations must interwork HISTORICAL DRAFT STANDARD after a maximum of 4 years Copyright © 2001 by Aiko Pras These sheets may be used for educational purposes HISTORICAL FULL STANDARD Krytyka modelu OSI Dlaczego OSI nie podbiło świata? Czas wprowadzenia Technologia Implementacja Błędna polityka Czas wprowadzenia The apocalypse of the two elephants. Krytyka modelu TCP/IP Problemy: Brak rozróżnienia usług,interfejsów i protokołów Nie jest to generalny model Host-to-network “layer” nie jest właściwą wartwą Brak warstw fizycznej i łącza danych (data link control) Problemy protokołów dodatkowych (np. telnet) Generalnie – TCP/IP to były i sa b. dobre protokoły – a model dobudowano na ich bazie , inne protokoły (towarzyszące ) np. telnet sa przestarzałe i nie rozwijalne, ale bardzo rozpowszechnione Model hybrydowy Hybrydowy model odniesienia Standardy Wymagane w celu umożliwienia współpracy różnego sprzętu Zalety Zapewniają duży rynek dla sprzętu i oprogramowania Pozwalają na komunikację pomiędzy sprzętami różnych producentów Wady Hamują rozwój nowych technologii Może istnieć wiele standardów dotyczących tej samej rzeczy Organizacje standaryzujące społeczność internetowa: IAB – Internet Architecture ( Activities) Board IETF – Internet Engineering Task Force - (dokumenty RFC – Request for Comments) IRTF ( Research) Internet Society ISO – Iternational Organization for Standardization Członkowie: ANSI ( USA), BSI ( Wielka Brytania), DIN ( Niemcy), ITU-T – International Telecommunication Union (-T Telecommunications Standardization Sector), dawniej CCITT (Comite Consultatif International Telegrafique et Telephonique) ATM forum IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers Zagadnienia społeczne (poza programem PSK) Rozwój sieci ( zwłaszcza Internetu) generuje różnorodne zagadnienia społeczne: Prawne – odpowiedzialność operatorów sieciowych (serwerów) za publikowane czy przesyłane treści, przestępczość komputerowa etc. Zdrowotne – uzależnienia Zmiana relacji międzyludzkich i komunikacji Globalizacja Kultura