Modele i pojęcia komunikacji (transmisji danych). Modele

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