Дипломная работа на тему: Базовая модель взаимодействия открытых систем ОSI. Уровни протоколов

Введение

Компьютерной сетью называют совокупность узлов (компьютеров, терминалов, периферийных устройств), имеющих возможность информационного взаимодействия друг с другом с помощью специального коммуникационного оборудования и программного обеспечения.

Размеры сетей варьируются в широких пределах - от пары соединенных между собой компьютеров, стоящих на соседних столах, до миллионов компьютеров, разбросанных по всему миру (часть из них может находиться на космических объектах).

По широте охвата принято деление сетей на несколько категорий: локальные вычислительные сети - ЛВС или LAN(Local-Area Network), позволяют объединять компьютеры, расположенные в ограниченном пространстве.

Для локальных сетей, как правило, прокладывается специализированная кабельная система, и положение возможных точек подключения абонентов ограничено этой кабельной системой. Иногда в локальных сетях используют беспроводную связь(Wireless), но при этом возможности перемещения абонентов сильно ограничены. Локальные сети можно объединять в крупномасштабные образования:

CAN(Campus-Area Network)- кампусная сеть, объединяющая локальные сети близко расположенных зданий;

MAN(Metropolitan-Area Network)- сеть городского масштаба;

WAN(Wide-Area Network)- широкомасштабная сеть;

GAN(Global-Area Network) - глобальная сеть

Сетью сетей в наше время называют глобальную сеть - Интернет.

Для более крупных сетей устанавливаются специальные проводные и беспроводные линии связи или используется инфраструктура существующих публичных средств связи. В последнем случае абоненты компьютерной сети могут подключаться к сети в относительно произвольных точках, охваченных сетью телефонии или кабельного телевидения.

Понятие интранет (Intranet) обозначает внутреннюю сеть организации, где важны два момента:

1) Изоляция или защита внутренней сети от внешней (Интернет);

2) Использование сетевого протокола IР и Web-технологий (прикладного протокола HTTP).

В аппаратном аспекте применение технологии интранет означает, что все абоненты сети в основном обмениваются данными с одним или несколькими серверами, на которых сосредоточены основные информационные ресурсы предприятия.

В сетях применяются различные сетевые технологии. Каждой технологии соответствуют свои типы оборудования.

Оборудование сетей подразделяется на активное - интерфейсные карты компьютеров, повторители, концентраторы и т.п. и пассивное - кабели, соединительные разъемы, коммутационные панели и т.п. Кроме того имеется вспомогательное оборудование - устройства бесперебойного питания, кондиционирования воздуха и аксессуары - монтажные стойки, шкафы, кабелепроводы различного вида. С точки зрения физики, активное оборудование - это устройства, которым необходима подача энергии для генерации сигналов, пассивное оборудование подачи энергии не требует.

Оборудование компьютерных сетей подразделяется на конечные системы (устройства), являющиеся источниками и/или потребителями информации, и промежуточные системы, обеспечивающие прохождение информации по сети.

К конечным системам относят компьютеры, терминалы, сетевые принтеры, факс-машины, кассовые аппараты, считыватели штрих-кодов, средства голосовой и видеосвязи и любые другие периферийные устройства.

К промежуточным системам относят концентраторы (повторители, мосты, коммутаторы), маршрутизаторы, модемы и прочие телекоммуникационные устройства, а также соединяющая их кабельная или беспроводная инфраструктура.

Действием, "полезным" для пользователя, является обмен информацией между конечными устройствами.

Для активного коммуникационного оборудования применимо понятие производительность, причем в двух различных аспектах. Кроме "валового" количества неструктурированной информации, пропускаемого оборудованием за единицу времени (бит/с), интересуются и скоростью обработки пакетов, кадров или ячеек. Естественно, при этом оговаривается и размер структур (пакетов, кадров, ячеек), для которого измеряется скорость обработки. В идеале производительность коммуникационного оборудования должна быть столь высокой, чтобы обеспечивать обработку информации, приходящейся на все интерфейсы (порты) на их полной скорости (wire speed)

Для организации обмена информацией должен быть разработан комплекс программных и аппаратных средств, распределенных по разным устройствам сети. Поначалу разработчики и поставщики сетевых средств пытались идти каждый по своему пути, решая весь комплекс задач с помощью собственного набора протоколов, программ и аппаратуры. Однако решения различных поставщиков оказывались несовместимыми друг с другом, что оказывало массу неудобств для пользователей, которых по разным причинам не удовлетворял набор возможностей, предоставляемых только одним из поставщиков. По мере развития техники и расширения ассортимента предоставляемых сервисов назрела необходимость декомпозиции сетевых задач - разбивки их на несколько взаимосвязанных подзадач с определением правил взаимодействия между ними. Разбивка задачи и стандартизация протоколов позволяет принимать участие в ее решении большому количеству сторон-разработчиков программных и аппаратных средств, изготовителей вспомогательного и коммуникационного оборудования, доносящих все эти плоды прогресса до конечного потребителя.

Применение открытых технологий и следование общепринятым стандартам позволяет избегать эффекта вавилонского столпотворения. Конечно, в какой-то момент стандарт становиться тормозом развития, но кто-то делает прорыв, и его новая фирменная технология со временем выливается в новый стандарт.

Оглавление

- Введение 3

- Базовая модель взаимодействия открытых систем OSI. Уровни протоколов

- Классификация топологических элементов сети

- Топология, методы доступа к среде

- Режимы передачи и качество сервиса

- Управление потоком данных

- Построение локальных сетей

- Сетевые протоколы

- Заключение 31

- Список использованной литературы 36

Заключение

Локальные сети малых предприятий

Задумываясь о возможности создания локальной сети, руководители многих фирм зачастую сталкиваются с недостатком информации о необходимом для этого оборудования и о технологиях, позволяющих построить такую сеть с минимальными затратами.

Начнем с одного из самых дешевых вариантов объединения нескольких компьютеров в локальную сеть - со схемы, которую принято называть стандартом 10Base2.

Компьютеры объединяются в локальную сеть последовательной цепочкой или гирляндой с использованием экранированного коаксиального кабеля. Каждый отрезок кабеля имеет на концах круглые металлические разъемы с проворачивающимся замком - фиксатором, отдаленно напоминающие телевизионный антенный штекер. Смонтировать такой разъем и зафиксировать его на кабеле не составляет труда, для этого необходимо уметь обращаться с паяльником и пассатижами.

В каждом ПК, который планируется подключить к локальной сети, вставляется сетевая карта - устройство, обеспечивающее двусторонний обмен данными между машиной и локальной сетью. Для работы в сети 10Base2 вполне подойдут самые дешевые модели сетевых карт, например, NE2000 - совместимые, ценой всего $ 5 - 10 за штуку и более современные карты семейство LAN Planet по цене от $10 - 25. Для каждого из подключаемых к сети компьютеров необходимо приобрести так называемый Т-коннектор. Это металлическое устройство в виде буквы "Т", состоящее из трех разъемов: один из них вставляется в порт сетевой карты, к двум другим присоединяются кабели, идущие от соседних машин. Свободные разъемы, которые останутся на Т-коннекторах крайних в цепочке компьютеров, закрываются специальными "заглушками", образующими на выходе сетевой карты необходимое для нормальной работы сопротивление нагрузки. Одна из таких "заглушек" должна быть укомплектована небольшой металлической цепочкой, которая выполняет роль заземления для всей сети, обеспечивая беспрепятственный сток накапливающегося на сетевых разъемах статистического напряжения. Сетевые принтеры подключаются к стандартным портам работающих в сети компьютеров.

Одно из достоинств этой сети в том, что коаксиальные кабели не требуют прокладки: их можно набросить между столами сотрудников или закрепить на плинтусах офисного помещения. В такую сеть может входить произвольное количество компьютеров, надо лишь следить за тем, чтобы длина кабеля, соединяющего отдельные узлы сети, не превышала 120 метров. Максимальная пропускная способность канала связи в такой системе составляет 10 Мбит/с, однако на практике она, как правило, значительно ниже.

К недостаткам сети следует отнести крайне низкую надежность: чем больше в ней компьютеров, тем больше вероятность отказа одного из сегментов сети. Достаточно небольшого смещения любого разъема в каком-либо Т-коннекторе (неосторожного касания сетевого кабеля), и вся сеть мгновенно перестает работать. После этого администратору придется последовательно проходить все участки сети, отыскивая плохой контакт.

Более дорогостоящим вариантом компоновки локальной сети является система с архитектурой Ethernet 10BaseT. В отличии от 10Base2, эта сеть имеет звездообразную структуру, в которой роль "центра" всего комплекса играет специальное устройство, называемое хабом, или концентратором. В упрощенном виде компоновка сети 10BaseT выглядит следующим образом. В офисном помещении прокладывается сетевой кабель, который принято называть "витой парой". Обычно используется кабель пятой категории с пропускной способностью 10 Мбит/с. Он представляет собой жгут изолированных проводников, запаянных в экранированную оплетку из полимерного материала.

Разводка кабеля осуществляется так, чтобы с одной стороны линии подходили к каждому рабочему месту, с другой - объединялись в некой точке офиса, где будет установлен хаб. При этом длина каждого отрезка сети должна быть менее 120 метров. На концах проводов, ведущих к хабу, с помощью специального инструмента, напоминающего пассатижи, монтируется пластмассовый разъем с замком, устройство которого аналогично разъемам на модемных шнурах или в современных электронных телефонных аппаратах. С другой стороны каждого отрезка кабеля устанавливается специальная сетевая розетка с ответным контактным отверстием. Для всех ПК сети изготавливаются специальные небольшие отрезки кабеля, заканчивающиеся аналогичными пластмассовыми разъемами (на жаргоне компьютерщиков они называются "поводками"). Каждый 2поводок"одним концом соединяется непосредственно с приемным портом сетевой карты ПК а другим вставляется в сетевую розетку. Осталось только подключить идущие от розеток отрезки кабеля к соответствующим портам концентратора, и сеть готова к работе.

Основные недостатки сети - это высокая стоимость хабов. Однако достоинства этой системы покрывают все ее недостатки. Во-первых, сети 10BaseТ гораздо надежнее и быстрее своих аналогов; проблем с плохими контактами, от которых постоянно страдают пользователи сетей 10Base2, здесь,практически , никогда не возникает. Во-вторых, такая сеть мобильна: для того чтобы переставить компьютеры, не нужно менять всю компоновку сети - вполне достаточно отключить соответствующий "поводок" и присоединить его к порту другого компьютера. К такой сетевой системе очень просто присоединить новые сегменты: для этого нужно лишь связать между собой концентраторы двух различных сетей, расположенных, например, в соседних офисах.

Часто в единую локальную сеть объединяют подсети с различной архитектурой. Это возможно в случае, если выбранная вами модель хаба имеет порт для подключения Т-коннектора: присоединив к нему коаксиальный кабель, идущий от сети 10Base2, и перекрыв второй контакт коннектора заглушкой, вы можете использовать остальные порты для подключения компьютеров по витой паре по стандарту 10BaseТ. Важно лишь, чтобы обе сети использовали один и тот же протокол и в них не встречались ПК с одинаковыми именами.

Протоколы

Сетевым протоколом называют набор спецификаций и стандартов, описывающих правила обмена информацией между ПК, объединенными в одну сеть. В большинстве российских локальных сетей используется один из трех протоколов, входящих в комплект поставки МS Windows: это TCP/IР для больших сетей или сетей с возможностью подключения к сети Интернет, Net BEUI для набольших локальных сетей и гораздо реже - IPX/SPX - совместимый протокол, в основном для сетей, включающих в себя серверы с программным обеспечением производства компании Novell.

Протокол Net BEUI привлекателен, прежде всего, простотой настройки: указав название рабочей группы и уникальное имя для каждого ПК, мы, по большому счету, подключаем его к сети. Этот протокол подходит для небольших локальных сетей, состоящих из 5 - 10 ПК, однако он обладает достаточно "капризным" характером: зачастую компьютеры неожиданно перестают видеть друг друга в сетевом окружении, причем ничем иным, кроме проявления потусторонних сил, такие "спецэффекты" не могут объяснить даже системные администраторы с многолетним опытом работы. После переустановки протокола и воссоздания всех прежних настроек связь столь же неожиданно восстанавливается.

Если мы хотим, чтобы все компьютеры нашего предприятия имели выход в Интернет через одну "головную" машину, оснащенную модемом, а также если наша локальная сеть насчитывает достаточно большое количество узлов, нам необходим TCP/IР. В этом случае каждому ПК, входящему в сеть, назначается уникальный IР-адрес из четырех числовых регистров.

Адреса узлов одной сети должны различаться только по значениям последнего регистра. Сложности могут возникнуть только в том случае, когда наша сеть имеет доступ к высокоскоростной интернет-магистрали: тогда IР-адрес придется регистрировать в соответствующих инстанциях, тогда как адреса сетей, замкнутых "сами на себя" или соединяющихся с Интернетом по модему можно брать "с потолка" в пределах допускаемых стандартами.

Для организации доступа к Интернету с использованием модема потребуется установка специальной программы - прокси-сервера, самая популярная из которых называется Win Gate. Подробные инструкции по настройке протокола TCP/IР и прокси-сервера можно найти в справочной литературе.

Установив сетевое оборудование и настроив пртоколы, необходимо совершить последний шаг к оживлению нашей локальной сети: открыть доступ к ресурсам входящих в сеть ПК. Для этого в окне "Мой компьютер" следует указать мышью диск, использовать который мы хотим разрешить всем пользователям сети, выбрать в меню, появившемся по нажатию правой кнопки мыши, пункт "Свойства", установить режим совместного использования диска и указать вид доступа к хранящимся на диске данным. Аналогичную процедуру следует проделать с принтерами, после чего потребуется установить режим использования сетевого принтера на всех, подключенных к сети компьютерах. При необходимости можно настроить на каждом ПК доступ к сетевым дискам - это необходимо, например, при использовании бухгалтерских программ 1С в многопользовательском режиме.

Вот теперь сеть полностью готова к работе.