Стеки коммуникационных протоколов

Важно различать модель OSI и стек протокола OSI.

Модель – концептуальная схема взаимодействия.

Стек – набор конкретных протоколов.

В отличие от других стеков, стек OSI полностью соответствует модели, т.е. 7 уровням взаимодействия.

На физическом и канальном уровнем стек OSI поддерживает протоколы разработанные вне стека OSI (см. рис.) Сетевой уровень включает протоколы CONP и CLNP – Connected Oriented Network Protocol и Connectionless NP. CONP / CLNP – с / без установления соединения.

Протоколы маршрутизации – End-Intermidiate, itermidiate-intermidiate.

ES-IS – компьютер – маршрутизатор, IS-IS – взаимодействие между маршрутизаторами.

На сеансовом и транспортном уровне пользователи определяют классы обслуживания и получают транспортный сервис независимо от протоколов сетевого уровня (с/без установлением соединения).

На прикладном уровне обеспечивается передача файлов – эмуляция терминала, служба сетевых каталогов, электронная почта.

Стек IPX/SPX

Стек протоколов, разработанных фирмой NOVELL, одна из первых фирм, которая производила локальные сети.

Interact Pack Exchange(IPX) / Sequenced PX (SPX)

На прикладном уровне представительских сеансов работают Netware Core Protocol и Service Advertising Protocol.

Особенности стека обусловлены ориентацией ранних сетей Netware на ЛВС малого размера состоящих из рабочих станций малой мощности. На реализацию протоколов отводилось немного места в ОЗУ, поэтому несколько уровней объединены в один протокол. Семиуровневая модель просматривается слабо.

Стек NetBIOS / SMB

Разработан совместно Microsoft и IBM. Стек NetBIOS разработан как сетевое расширение BIOS, дальнейшем заменен протоколом NETBEUI. Протокол разрабатывался для ЛВС с количеством станций до 200. Недостаток стека протокола в том, что не обеспечивается маршрутизация пакетов, нельзя использовать в составных сетях. Протокол SMB – также включает в себя протокол представительского сеанса, на основе этого протокола есть сетевая FS и другие сетевые службы.

Стек TCP/IP

На прикладном уровне объединяются три уровня – прикладной, представительский, сеансовый. Функции этих уровней выполняют протоколы HTTP, SNMP, FTP, Telnet, SMTP.

Транспортный уровень может представлять прикладному уровню два типа сервиса – TCP сервис (обеспечивает гарантированную доставку с подтверждением), UDP сервис (обеспечивает доставку по возможности). TCP сервис устанавливает логическое соединение, нумерует пакеты, и получают квитанции об получении. В случае потери пакета, он может быть передан повторно. На приемном конце уничтожает дублированные пакеты и представляет верхнему уровню пакеты в той последовательности, в которой они переданы. Разрешена передача в дуплексном режиме. UDP – используется для доставки сообщений без установления логического сообщения. В этом случае задача гарантированной доставки может быть поставлена на прикладном уровне.

Сетевой уровень – получает и выполняет запрос на передачу порции данных по составной сети (основной протокол – IP). Основная задача протокола – продвижение пакетов от одного маршрутизатора к другому, до тех пор, пока он не дойдет до сети назначения и далее – хоста. Протокол IP разворачивается не только на хостах, но и коммуникационном оборудовании (шлюзах и т.д.). IP – дейтаграммный протокол, работающий без установления соединения, по так называемому принципу доставки с максимальными усилиями. К сетевому уровню также относятся RIP и OSPF – протоколы маршрутизации, строят таблицы маршрутизации, на основе которых IP передает пакеты по сети.

ICMP – протокол обмена межсетевыми управляющими сообщениями, передает источнику информацию об ошибках, при передачи пакета по сети.

IGMP – протокол передачи пакетов на несколько адресов сразу (циркулярная передача).

Канальные и физические реализуют функции доступа к среде передачи, формирование кадров, кодирование, синхронизацию и т.д., особенностью стека TCP/IP является то, что на канальном и физическом уровне требование к физической среде не регламентируются, т.е. возможно подключение любой новой среды, с учетом определенных соглашений.

Для спецификаций соглашений и их опций существуют документы их определяющие, одним из них является RFC (Request for Commentary) – все протоколы там, с рисунками кадров, с каждым определением бита.

Включение новой технологии осуществляется независимо от того, сколькими уровнями взаимодействия она описывается.

Особенности протокола TCP/IP:

1) Способность фрагментировать пакеты. Если составная сеть построена на разных принципах, то длины передаваемых кадров, понятные для сетей могут быть разными. Возможно при переходе из сети в сеть делить или объединять пакеты.

2) Гибкая система адресации, позволяющая адресоваться в сетях с различными топологиями.

3) Экономное расходование системных ресурсов (использование широковещательных пакетов).

4) Сложность администрирования и управления. Отсутствие широковещательных рассылок требует иметь в сетях специальные централизованные службы DNS, DHCP.

5) Протокол TCP/IP был разработан до модели OSI, поэтому его соответствие модели OSI условно.

Краткие выводы:

Соответствие стеков протокол модели OSI условное.

Несоответствие компонент вызвано увеличением требований по скорости работы в ущерб модульности.

Как правило, ни один стек протоколов, кроме OSI не имеет семи уровней. Межсетевое взаимодействие осуществляется на трех, четырех уровнях:

1) физический и канальный (сетевой адаптер)

2) сетевой уровень (маршрутизатор),

3) транспортный уровень(программная реализация передача данных)

4) уровень сетевой службы (сеансовое представление сетевой)