Відмінності між версіями «ПРОТОКОЛИ І СТАНДАРТИ ЛОКАЛЬНИХ МЕРЕЖ»

Версія за 11:10, 22 жовтня 2008

Найважливішим напрямом стандартизації в області обчислювальних мереж є стандартизація комунікаційних протоколів. У наш час в мережах використовується велика кількість стеків комунікаційних протоколів. Найбільш популярними є стеки: TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, DECnet, SNA і OSI. Всі ці стеки, крім SNA на нижніх рівнях фізичному і канальному, використовують одні і ті ж добре стандартизовані протоколи Ethernet, Token Ring, FDDI і деякі інші, які дозволяють використати у всіх мережах одну і ту ж апаратуру. Поте на верхніх рівнях всі стеки працюють по своїх власних протоколах. Ці протоколи часто не відповідають розбиттю, що рекомендується моделлю OSI на рівні. Зокрема, функції сеансового і представницького рівня, як правило, об'єднані з прикладним рівнем. Така невідповідність пов'язана з тим, що модель OSI з'явилася як результат узагальнення вже існуючих і стеків, що реально використовуються, а не навпаки.

Стек OSI

Потрібно чітко розрізнювати модель OSI і стек OSI. У той час як модель OSI є концептуальною схемою взаємодії відкритих систем, стек OSI являє собою набір цілком конкретних специфікацій протоколів. На відміну від інших стеків протоколів стек OSI повністю відповідає моделі OSI, він включає специфікації протоколів для всіх семи рівнів взаємодії, визначених в цій моделі. На нижніх рівнях стек OSI підтримує Ethernet, Token Ring, FDDI, протоколи глобальних мереж, Х.25 і ISDN, тобто використовує розроблені поза стеком протоколи нижніх рівнів, як і всі інші стеки. Протоколи мережевого, транспортного і сеансового рівнів стека OSI специфіковані і реалізовані різними виробниками, але поширені поки мало. Найбільш популярними протоколами стека OSI є прикладні протоколи. До них відносяться: протокол передачі файлів FTAM, протокол емуляції термінала VTP, протоколи довідкової служби Х.500, електронної пошти Х.400 і ряд інших.

Протоколи стека OSI відрізняє велика складність і неоднозначність специфікацій. Ці властивості були результатом загальної політики розробників стека, що прагнули врахувати в своїх протоколах всі випадки життя і всі існуючі і технології, що з'являються. До цього треба ще додати і спадок великої кількості політичних компромісів, неминучих при прийнятті міжнародних стандартів з такого злободенного питання, як побудова відкритих обчислювальних мереж.

Через свою складність протоколи OSI вимагають великих витрат обчислювальної потужності центрального процесора, що робить їх найбільш відповідними для могутніх машин, а не для мереж персональних комп'ютерів.

Стік OSI міжнародний, незалежний від виробників стандарт. Його підтримує уряд США в своїй програмі GOSIP, відповідно до якої всі комп'ютерні мережі, що встановлюються в урядових установах США після 1990 року, повинні або безпосередньо підтримувати стек OSI, або забезпечувати засоби для переходу на цей стек в майбутньому. Проте стек OSI більш популярний в Європі, ніж в США, оскільки в Європі залишилося менш старих мереж, працюючих по своїх власних протоколах. Більшість організацій поки тільки планують перехід до стека OSI, і дуже небагато хто приступив до створення пілотних проектів. З тих, хто працює в цьому напрямі, можна назвати Військово-морське відомство США і мережу NFSNET. Одним з найбільших виробників, підтримуючих OSI, є компанія AT&Т, її мережа Stargroup повністю базується на цьому стеку.

Стек TCP/IP

Стек TCP/IP був розроблений з ініціативи Міністерства оборони США більше за 20 років для зв'язку експериментальної мережі ARPAnet з іншими мережами як набір загальних протоколів для різнорідної обчислювальної середи. Великий внесок в розвиток стека TCP/IP, який отримав свою назву по популярних протоколах IP і TCP, вніс університет Берклі, реалізовувавши протоколи стека в своєї версії ОС UNIX. Популярність цієї операційної системи привела до широкого поширення протоколів TCP, IP і інших протоколів стека. Сьогодні цей стек використовується для зв'язку комп'ютерів всесвітньої інформаційної мережі Internet, а також у величезному числі корпоративних мереж.

Стек TCP/IP на нижньому рівні підтримує всі популярні стандарти фізичного і канального рівнів: для локальних мереж це Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальних протоколи роботи на аналогових комутованих і виділених лініях SLIP, РРР, протоколи територіальних мереж Х.25 і ISDN.

Основними протоколами стека, що дали йому назву, є протоколи IP і TCP. Ці протоколи в термінології моделі OSI відносяться до мережевого і транспортного рівнів відповідно. IP забезпечує просування пакету по складовій мережі, а TCP гарантує надійність його доставки.

За довгі роки використання в мережах різних країн і організацій стек TCP/IP увібрав в себе велику кількість протоколів прикладного рівня. До них відносяться такі популярні протоколи, як протокол пересилки файлів FTP, протокол емуляції термінала telnet, поштовий протокол SMTP, що використовується в електронній пошті мережі Internet, гіпертекстові сервіси служби WWW і багато інших.

Сьогодні стек TCP/IP являє собою один з самих поширених стеків транспортних протоколів обчислювальних мереж. Дійсно, тільки в мережі Internet об'єднано більше 10 мільйонів комп'ютерів по всьому світу, які взаємодіють один з одним за допомогою стека протоколів TCP/IP.

Стрімке зростання популярності Internet привело і до змін в розставлянні сил в світі комунікаційних протоколів протоколи TCP/IP, на яких побудований Internet, стали швидко тіснити безперечного лідера минулих років стік IPX/SPX компанії Novell. Сьогодні в світі загальна кількість комп'ютерів, на яких встановлений стек TCP/IP, порівнялося із загальною кількістю комп'ютерів, на яких працює стек IPX/SPX, і це говорить про різкий перелом відносно адміністраторів локальних мереж до протоколів, що використовуються на настільних комп'ютерах, оскільки саме вони складають переважне число світового комп'ютерного парку і саме на них раніше майже скрізь працювали протоколи компанії Novell, необхідні для доступу до файлових серверів NetWare. Процес становлення стека TCP/IP як стек номер один в будь-яких типах мереж продовжується, і зараз люба промислова операційна система обов'язково включає програмну реалізацію цього стека в своєму комплекті постачання.

Хоч протоколи TCP/IP нерозривно пов'язані з Internet і кожний з багатомільйонної армади комп'ютерів Internet працює на основі цього стека, існує велика кількість локальних, корпоративних і територіальних мереж, що безпосередньо не є частинами Internet, в яких також використовують протоколи TCP/IP. Щоб відрізняти їх від Internet, ці мережі називають мережами TCP/IP або просто IP-мережами.

Оскільки стек TCP/IP спочатку створювався для глобальної мережі Internet, він має багато особливостей, що дають йому перевагу перед іншими протоколами, коли мова заходить про побудову мереж, що включають глобальні зв'язки. Зокрема, дуже корисною властивістю, що робить можливим застосування цього протоколу у великих мережах, є його здатність фрагментувати пакети. Дійсно, велика мережа часто складається з мереж, побудованих на абсолютно різних принципах. У кожній з цих мереж може бути встановлена власна величина максимальної довжини одиниці даних, що передаються (кадру). У такому випадку при переході з однієї мережі, що має велику максимальну довжину, в мережу з меншою максимальною довжиною може виникнути необхідність розподілу кадру, що передається на декілька частин. Протокол IP стека TCP/IP ефективно вирішує цю задачу.

Іншою особливістю технології TCP/IP є гнучка система адресації, що дозволяє більш просто в порівнянні з іншими протоколами аналогічного призначення включати в интромережу мережі інших технологій. Ця властивість також сприяє застосуванню стека TCP/IP для побудови великих гетерогенных мереж.

У стеку TCP/IP дуже економно використовуються можливості широкомовних розсилок. Ця властивість абсолютно необхідна при роботі на повільних каналах зв'язку, характерних для територіальних мереж.

Однак, як і завжди, за переваги, що отримуються треба платити, і платою тут виявляються високі вимоги до ресурсів і складність адміністрування IP-мереж. Могутні функціональні можливості протоколів стека TCP/IP вимагають для своєї реалізації високих обчислювальних витрат. Гнучка система адресації і відмова від широкомовних розсилок приводять до наявності в IP-мережі різних централізованих служб типу DNS, DHCP і т. п. Кожна з цих служб направлена на полегшення адміністрування мережі, в тому числі і на полегшення конфігурування обладнання, але в той же час сама вимагає пильної уваги з боку адміністраторів.

Можна приводити і інші доводи за і проти стека протоколів Internet, однак факт залишається фактом сьогодні це самий популярний стек протоколів, що широко використовується як в глобальних, так і локальних мережах.

Стек IPX/SPX.

Цей стек є оригінальним стеком протоколів фірми Novell, розробленим для мережевої операційної системи NetWare ще на початку 80-х років. Протоколи мережевого і сеансового рівнів Internetwork Packet Exchange (IPX) і Sequenced Packet Exchange (SPX), які й дали назву стеку, є прямою адаптацією протоколів XNS фірми Xerox, поширених набагато менше, ніж стек IPX/SPX. Популярність стека IPX/SPX безпосередньо пов'язана з операційною системою Novell NetWare, що ще зберігає світове лідерство за числом встановлених систем, хоча останнім часом її популярність дещо знизилася і за темпами росту вона відстає від Microsoft Windows NT. Багато особливостей стека IPX/SPX обумовлені орієнтацією ранніх версій ОС NetWare (до версії 4.0) на роботу в локальних мережах невеликих розмірів, що складаються з персональних комп'ютерів із скромними ресурсами. Зрозуміло, що для таких комп'ютерів компанії Novell потрібні були протоколи, для реалізації яких потрібна була б мінімальна кількість оперативної пам'яті (обмеженої в IBM-сумісних комп'ютерах під керуванням MS-DOS обсягом 640 Кбайт) і які б швидко працювали на процесорах невеликої обчислювальної потужності. У результаті, протоколи стека IPX/SPX донедавна добре працювали в локальних мережах, і не дуже – у великих корпоративних мережах, тому що вони занадто перевантажували повільні глобальні зв'язки широкомовними пакетами, що інтенсивно використовуються декількома протоколами цього стека (наприклад, для встановлення зв'язку між клієнтами і серверами). Ця обставина, а також той факт, що стек IPX/SPX є власністю фірми Novell і на його реалізацію потрібно одержувати ліцензію (тобто відкриті специфікації не підтримувалися), довгий час обмежували поширеність його тільки мережами NetWare. Проте з моменту випуску версії NetWare 4.0 Novell внесла і продовжує вносити у свої протоколи серйозні зміни, спрямовані на їхню адаптацію для роботи в корпоративних мережах. Зараз стек IPX/ SPX реалізований не тільки в NetWare, але й у декількох інших популярних мережевих ОС, наприклад SCO UNIX, Sun Solaris, Microsoft Windows NT.

Сімейство протоколів фірми Novell і їх відповідність моделі ISO / OSI представлено на малюнку 1.0.

Рис. 1.0. Стек IPX / SPX

http://translate.google.com/translate?hl=uk&sl=ru&u=http://www.citforum.ru/nets/protocols/1_02_03.shtml&sa=X&oi=translate&resnum=1&ct=result&prev=/search%3Fq%3D%25D0%25A1%25D1%2582%25D0%25B5%25D0%25BA%2BIPX/SPX%26hl%3Duk%26client%3Dopera%26rls%3Dru%26hs%3DoeZ

Стек NetBIOS/SMB

Цей стек широко використовується в продуктах компаній IBM і Microsoft. На фізичному і канальному рівнях цього стека використовуються всі найбільш поширені протоколи Ethernet, Token Ring, FDDI і інші. На верхніх рівнях працюють протоколи NetBEUI і SMB.

Протокол NetBIOS (Network Basic Input/Output System) з'явився в 1984 році як мережеве розширення стандартних функцій базової системи введення/виведення (BIOS) IBM PC для мережевої програми PC Network фірми IBM. Надалі цей протокол був замінений так званим протоколом розширеного призначеного для користувача інтерфейсу NetBEUI NetBIOS Extended User Interface. Для забезпечення сумісності додатків як інтерфейс до протоколу NetBEUI був збережений інтерфейс NetBIOS. Протокол NetBEUI розроблявся як ефективний протокол, що споживає небагато ресурсів і призначений для мереж, що нараховують не більше за 200 робочих станцій. Цей протокол містить багато корисних мережевих функцій, які можна віднести до мережевого, транспортного і сеансовому рівнів моделі OSI, однак з його допомогою неможлива маршрутизація пакетів. Це обмежує застосування протоколу NetBEUI локальними мережами, не розділеними на підмережі, і унеможливлює його використання в складових мережах. Деякі обмеження NetBEUI знімаються реалізацією цього протоколу NBF (NetBEUI Frame), яка включена в операційну систему Microsoft Windows NT.

Протокол SMB (Server Message Block) виконує функції сеансового, представницького і прикладного рівнів. На основі SMB реалізовується файлова служба, а також служби друку і передачі сполучень між додатками.

Стеки протоколів SNA фірми IBM, DECnet корпорації Digital Equipment і AppleTalk/AFP фірми Apple застосовуються в основному в операційних системах і мережевому обладнанні цих фірм.

       FTP,

       SNMP,

       X.500,

       RIP,

       RIP,

SNA

Systems Network Architecture (системная сетевая архитектура) — разработанная компанией IBM в 1974 г. общее описание структуры, форматов, протоколов, используемых для передачи информации между программами IBM и оборудованием, создавалось для объединения в глобальные сети мейнфреймов IBM. Одна из первых сетевых технологий.

SNA является пятиуровневым стеком сетевых протоколов, близким, но не совпадающим с сетевой моделью OSI:

   * Data link control (DLC) — включает несколько протоколов канального уровня, в т.ч. Synchronous Data Link Control (SDLC, протокол управления синхронным каналом передачи данных) для иерархических сетей и Token Ring для одноранговых локальных сетей, соответствует канальному уровеню (Data Link layer) OSI (однако не охватывает польностью функциональность Data Link layer OSI);
   * Path control — обеспечивает адресацию, маршрутизацию и фрагментацию/дефрагментацию пакетов данных, охватывая часть функций канального и сетевого уровней OSI;
   * Transmission control — обеспечивает управление соединениями, включая шифрование/дешифрование данных, обеспечивая функциональность, входящую в сетевой и транспортный уровень OSI;
   * Data flow control — уровень управления потоками данных, включая установление соединений, очерёдность передачи данных, приостановку передачи по требованию и групповой обмен. Включает функции транспортного и сессионного уровней OSI;
   * Presentation services — управление преобразованием данных различных форматов, разделением ресурсов и синхронизацией транзакций. Включает в себя часть функций сеансового уровня, уровня представления и прикладного уровня OSI;
   * Transaction services — уровень приложений управления распределённой обработки данных и управления.