ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში, ქსელების ზომა და რაოდენობა მნიშვნელოვნად გაიზარდა. 80-იან წლებში მრავალი ტიპის ქსელი იყო. და თითქმის თითოეული მათგანი აშენდა საკუთარი ტიპის აღჭურვილობაზე და პროგრამული უზრუნველყოფახშირად შეუთავსებელია ერთმანეთთან. ამან გამოიწვია მნიშვნელოვანი სირთულეები რამდენიმე ქსელის დაკავშირების მცდელობისას (მაგალითად, სხვადასხვა ტიპის მისამართით ეს მცდელობები თითქმის უიმედო გახადა).

ეს პრობლემა განიხილა სტანდარტიზაციის საერთაშორისო ორგანიზაციამ (ISO) და გადაწყდა ქსელის მოდელის შემუშავება, რომელიც დაეხმარება დეველოპერებსა და მწარმოებლებს. ქსელის აღჭურვილობადა პროგრამული უზრუნველყოფა ერთად მუშაობენ. შედეგად, 1984 წელს შეიქმნა OSI მოდელი - ღია სისტემების ურთიერთქმედების მოდელი(ღია სისტემები ურთიერთდაკავშირებული). იგი შედგება შვიდი დონისგან, რომლებშიც იყოფა ქსელური ურთიერთქმედების ორგანიზების ამოცანა. ისინი სქემატურად არის წარმოდგენილი ცხრილში 16.1.

ცხრილი 16.1. OSI მოდელის ფენები.

დონის ნომერი	დონის სახელი	ინფორმაციის ერთეული
ფენა 7	განაცხადის ფენა	მონაცემები
ფენა 6	აღმასრულებელი დონე	მონაცემები
ფენა 5	სესიის დონე	მონაცემები
ფენა 4	სატრანსპორტო ფენა	სეგმენტი
ფენა 3	ქსელის ფენა	პაკეტი
ფენა 2	მონაცემთა გადაცემის ფენა	ჩარჩო
ფენა 1	ფიზიკური ფენა	ბიტი (ბიტი)

მიუხედავად იმისა, რომ დღეს არსებობს ქსელების სხვადასხვა მოდელები, დეველოპერების უმეტესობა იცავს ამ ზოგადად მიღებულ სქემას.

განვიხილოთ ინფორმაციის გადაცემის პროცესი ორ კომპიუტერს შორის. პროგრამული უზრუნველყოფაქმნის მე-7 ფენის (აპლიკაციის) შეტყობინებას, რომელიც შედგება სათაურისა და დატვირთვისგან. სათაური შეიცავს სერვისის ინფორმაციას, რომელიც აუცილებელია დანიშნულების აპლიკაციის ფენისთვის გაგზავნილი ინფორმაციის დასამუშავებლად (მაგალითად, ეს შეიძლება იყოს ინფორმაცია ფაილის შესახებ, რომელიც გადასატანია, ან ოპერაცია, რომელიც უნდა შესრულდეს). შეტყობინების გენერირების შემდეგ, აპლიკაციის ფენა აგზავნის მას "ქვემოთ" პრეზენტაციის ფენაში (ფენა 6). მიღებული შეტყობინება, რომელიც შედგება მე-7 ფენის ზედნადებისა და დატვირთვისგან, წარმოდგენილია როგორც ერთი ერთეული მე-6 ფენაში (თუმცა მე-6 ფენას შეუძლია წაიკითხოს მე-7 ფენის ზედა ნაწილი). პრეზენტაციის ფენის პროტოკოლი ასრულებს აუცილებელ მოქმედებებს განაცხადის ფენის სათაურიდან მიღებულ მონაცემებზე დაყრდნობით და ამატებს მის ფენის სათაურს, რომელიც შეიცავს ინფორმაციას შესაბამისი (მე-6) დანიშნულების ფენისთვის. მიღებული შეტყობინება გადაეცემა შემდგომ "ქვემოთ" სესიის ფენას, სადაც ასევე ემატება ზედნადები. შეფუთული შეტყობინება გადაეცემა შემდეგს სატრანსპორტო ფენადა ა.შ. ყოველ მომდევნო დონეზე (ეს სქემატურად ნაჩვენებია ნახ. 16.1). ამ შემთხვევაში სერვისის ინფორმაცია შეიძლება დაემატოს არა მხოლოდ შეტყობინების დასაწყისში, არამედ ბოლოს (მაგალითად, მე-3 დონეზე, სურ. 16.2). შედეგი არის შეტყობინება, რომელიც შეიცავს შვიდივე დონის სერვისის ინფორმაციას.

ბრინჯი. 16.1.

ბრინჯი. 16.2.

გადაცემული მონაცემების "შეფუთვის" პროცესს ზედნადები ინფორმაციით ეწოდება ინკაფსულაცია ( კაფსულაცია).

ეს შეტყობინება შემდეგ გადაიცემა ქსელში ბიტების სახით. ბიტი არის ყველაზე პატარა ინფორმაცია, რომელიც შეიძლება იყოს 0 ან 1. ამრიგად, მთელი შეტყობინება დაშიფრულია როგორც ნულებისა და ერთეულების ნაკრები, მაგალითად, 010110101. უმარტივეს შემთხვევაში, გადაცემის ფიზიკურ შრეზე, ა ელექტრული სიგნალი, რომელიც შედგება ელექტრული იმპულსების სერიისგან (0 - სიგნალი არ არის, 1 - არის სიგნალი). ეს არის ეს ერთეული მიღებული ინფორმაციის გადაცემის სიჩქარის გასაზომად. თანამედროვე ქსელებიჩვეულებრივ უზრუნველყოფს არხებს ათობით და ასეულობით Kbps და Mbps გამტარუნარიანობით.

მიმღები ფიზიკურ შრეზე იღებს შეტყობინებას ელექტრული სიგნალის სახით (ნახ. 16.3). შემდეგ ხდება პროცესი, რომელიც არის ინკაფსულაციის, დეკაფსულაციის საპირისპირო ( დეკაფსულაცია). თითოეულ დონეზე სერვისის ინფორმაცია ანალიზდება. პირველ დონეზე შეტყობინების დეკაფსულაციის შემდეგ (1-ლი დონის სერვისის ინფორმაციის წაკითხვა და დამუშავება), ეს შეტყობინება, რომელიც შეიცავს მეორე დონის სერვისის ინფორმაციას და მონაცემებს დატვირთვის მონაცემების სახით და უფრო მაღალი დონის სერვისის ინფორმაციის სახით, გადაეცემა შემდეგი დონე. არხის (მე-2) დონეზე, სისტემის ინფორმაცია ხელახლა გაანალიზებულია და შეტყობინება გადაიცემა შემდეგ დონეზე. და ასე შემდეგ, სანამ შეტყობინება არ მიაღწევს აპლიკაციის ფენას, სადაც ის საბოლოო მონაცემის სახით გადაეცემა მიმღებ აპლიკაციას.

ბრინჯი. 16.3.

მაგალითად არის ბრაუზერის ზარი ვებ სერვერზე. კლიენტის აპლიკაცია - ბრაუზერი - წარმოქმნის მოთხოვნას ვებ გვერდის მისაღებად. ეს მოთხოვნა აპლიკაცია გადაეცემა მე-7 ფენას და შემდეგ თანმიმდევრულად OSI მოდელის თითოეულ ფენას. ფიზიკურ ფენამდე მიღწევის შემდეგ, ჩვენი თავდაპირველი მოთხოვნა "იძენს" თითოეული ფენის სერვისის ინფორმაციას. ამის შემდეგ, იგი გადაეცემა ფიზიკურ ქსელში (კაბელები) ელექტრული იმპულსების სახით სერვერზე. სერვერი აანალიზებს თითოეული დონის შესაბამის სისტემურ ინფორმაციას, რის შედეგადაც გაგზავნილი მოთხოვნა აღწევს ვებ სერვერის აპლიკაციას. იქ ხდება მისი დამუშავება, რის შემდეგაც პასუხი ეგზავნება კლიენტს. პასუხის გაგზავნის პროცესი მოთხოვნის გაგზავნის მსგავსია, გარდა იმისა, რომ შეტყობინება იგზავნება სერვერის მიერ და მიიღება კლიენტის მიერ.

იმის გამო, რომ OSI მოდელის თითოეული ფენა სტანდარტიზებულია, მომხმარებელს შეუძლია გაუზიაროს აპარატურა და პროგრამული უზრუნველყოფასხვადასხვა მწარმოებლები. Როგორც შედეგი ვებ სერვერი Sun Solaris ოპერაციული სისტემის გაშვება შეუძლია HTML გვერდის მომსახურებას MS Windows-ის მომხმარებლისთვის.

რა თქმა უნდა, თავსებადობა შეიძლება უზრუნველყოფილი იყოს მხოლოდ გარკვეულ დონეზე. თუ ერთი მანქანა მონაცემებს გადასცემს რადიოტალღების სახით, ხოლო მეორე სინათლის იმპულსების სახით, მაშინ მათი ურთიერთქმედება დამატებითი აღჭურვილობის გამოყენების გარეშე შეუძლებელია. აქედან გამომდინარე, დაინერგა ქსელიდან დამოუკიდებელი და ქსელზე დამოკიდებული დონეების კონცეფცია.

სამი ქვედა ფენა - ფიზიკური, არხი და ქსელი - დამოკიდებულია ქსელზე. მაგალითად, Ethernet-ის ბანკომატზე შეცვლა იწვევს ფიზიკური და მონაცემთა ბმულის ფენების პროტოკოლის სრულ ცვლილებას.

ზედა სამი დონე - აპლიკაციები, წარმომადგენლობითი და სესია - ორიენტირებულია აპლიკაციის ამოცანებზე და პრაქტიკულად არ არის დამოკიდებული ქსელის აგების ფიზიკურ ტექნოლოგიაზე. ამრიგად, Token Ring-დან Ethernet-ზე გადასვლა არ საჭიროებს ცვლილებებს ჩამოთვლილ დონეზე.

სატრანსპორტო ფენაშუალედურია ქსელზე დამოკიდებულ და ქსელზე დამოუკიდებელ დონეებს შორის. ის მალავს ქვედა დონის ფუნქციონირების ყველა დეტალს ზემოდან. ეს საშუალებას აძლევს აპლიკაციის შემქმნელს არ იფიქროს ქსელური შეტყობინებების ტრანსპორტირების ტექნიკურ საშუალებებზე.

ISO სტანდარტებში სახელწოდების შეტყობინებასთან (მესიჯთან) ერთად ტერმინი გამოიყენება მონაცემთა ერთეულის აღსანიშნავად. პროტოკოლის მონაცემთა ერთეული(პროტოკოლის მონაცემთა ერთეული, PDU). სხვადასხვა პროტოკოლებში გამოიყენება სხვა სახელები, სტანდარტებით დაფიქსირებული ან უბრალოდ ტრადიციული. მაგალითად, TCP / IP პროტოკოლების ოჯახში, TCP პროტოკოლი ყოფს მონაცემთა ნაკადს სეგმენტებად, UDP პროტოკოლი მუშაობს დატაგრამებთან (ან დატაგრამებით, დატაგრამიდან), თავად IP პროტოკოლი იყენებს ტერმინს პაკეტებს. ხშირად იგივეს ამბობენ ჩარჩოებსა თუ ჩარჩოებზე.

ქსელის პრინციპების უფრო ღრმა გაგებისთვის, ჩვენ განვიხილავთ თითოეულ დონეს ცალკე.

ფიზიკური ფენა (ფენა 1)

როგორც ჩანს OSI მოდელის ფენების ზოგადი განლაგებიდან, ფიზიკური ფენა ( ფიზიკური ფენა) პირველივე. ეს ფენა აღწერს საკომუნიკაციო საშუალებას. სტანდარტიზებული ფიზიკური მოწყობილობები, პასუხისმგებელია ელექტრული სიგნალების (შემერთებლები, კაბელები და სხვ.) გადაცემაზე და ამ სიგნალების ფორმირების წესებზე. მოდით შევხედოთ ამ დონის ყველა კომპონენტს თანმიმდევრობით.

ქსელების უმეტესობა აგებულია საკაბელო სტრუქტურაზე (თუმცა არსებობს ქსელები, რომლებიც დაფუძნებულია ინფორმაციის გადაცემაზე, მაგალითად, რადიოტალღების გამოყენებით). ახლა არის სხვადასხვა ტიპის კაბელები. ყველაზე გავრცელებულია:

• სატელეფონო მავთული;
• კოაქსიალური კაბელი ;
• გრეხილი წყვილი;
• ოპტიკური ბოჭკოვანი.

სატელეფონო კაბელი გამოიყენებოდა მონაცემების გადასაცემად პირველი კომპიუტერების გამოჩენის შემდეგ. სატელეფონო ხაზების მთავარი უპირატესობა უკვე შექმნილი და განვითარებული ინფრასტრუქტურის არსებობა იყო. მისი დახმარებით თქვენ შეგიძლიათ გადაიტანოთ მონაცემები სხვადასხვა კონტინენტზე მდებარე კომპიუტერებს შორის ისე მარტივად, როგორც ესაუბრებით ათასობით კილომეტრს დაშორებულ ადამიანებს. დღემდე პოპულარულია სატელეფონო ხაზების გამოყენებაც. მომხმარებლები, რომლებიც კმაყოფილნი არიან მცირედით გადაცემის სიჩქარემონაცემებს შეუძლიათ წვდომა ინტერნეტში მათი სახლის კომპიუტერებიდან. სატელეფონო კაბელის გამოყენების მთავარი მინუსი არის მცირე გადაცემის სიჩქარე, იმიტომ კავშირი ხდება არა პირდაპირ, არამედ სატელეფონო სადგურების მეშვეობით. ამავდროულად, მონაცემთა გადაცემისას გადაცემული სიგნალის ხარისხზე მოთხოვნა გაცილებით მაღალია, ვიდრე „ხმის“ გადაცემაში. და რადგან ანალოგური PBX-ების უმეტესობა არ უმკლავდება ამ ამოცანას ("ხმაურის" ან ჩარევის დონე და სიგნალის ხარისხი სასურველს ტოვებს), მონაცემთა გადაცემის სიჩქარე ძალიან დაბალია. მიუხედავად იმისა, რომ როდესაც დაკავშირებულია თანამედროვესთან ციფრული ბირჟაშეგიძლიათ მიიღოთ მაღალი საიმედო სიჩქარეკავშირები.

კოაქსიალური კაბელიქსელებში გამოიყენებოდა რამდენიმე წლის წინ, მაგრამ დღეს ეს იშვიათობაა. ამ ტიპის კაბელი სტრუქტურით თითქმის იდენტურია ჩვეულებრივი სატელევიზიო კაბელის. კოაქსიალური კაბელი– ცენტრალური სპილენძის ბირთვი გამოყოფილია ლენტისგან საიზოლაციო ფენით. არსებობს გარკვეული განსხვავებები ელექტრო მახასიათებლებში (სატელევიზიო კაბელი იყენებს კაბელს ტალღის წინააღმდეგობა 75 Ohm, ქსელში - 50 Ohm).

ამ კაბელის მთავარი მინუსი არის დაბალი გადაცემის სიჩქარემონაცემები (10 Mbps-მდე), გარე ჩარევის ზემოქმედება. გარდა ამისა, ასეთ ქსელებში კომპიუტერების დაკავშირება ხდება პარალელურად, რაც ნიშნავს, რომ მაქსიმალური შესაძლო გამტარობა იყოფა ყველა მომხმარებელს შორის. მაგრამ, სატელეფონო კაბელთან შედარებით, კოაქსიალური საშუალებას გაძლევთ დააკავშიროთ მჭიდროდ განლაგებული კომპიუტერები ბევრად უკეთესი კომუნიკაციის ხარისხით და მონაცემთა გადაცემის მაღალი სიჩქარით.

გრეხილი წყვილი (" გრეხილი წყვილი") არის კომპიუტერებს შორის მონაცემთა გადაცემის ყველაზე გავრცელებული საშუალება ამ ტიპისკაბელი იყენებს სპილენძის მავთულს, რომელიც გადაუგრიხეს წყვილებში, რაც ამცირებს ჩარევისა და ჩარევის რაოდენობას, როგორც თავად კაბელის მეშვეობით სიგნალის გადაცემისას, ასევე გარე ჩარევის ზემოქმედებისას.

ამ კაბელის რამდენიმე კატეგორიაა. ჩამოვთვალოთ ძირითადი. Cat 3 - სტანდარტიზებული იყო 1991 წელს, ელექტრული მახასიათებლებმა დაუშვა გადაცემის სიხშირეების მხარდაჭერა 16 MHz-მდე, გამოიყენებოდა მონაცემთა და ხმის გადაცემისთვის. უმაღლესი კატეგორია, Cat 5, სპეციალურად შეიქმნა მაღალი სიჩქარის პროტოკოლების მხარდასაჭერად. ამიტომ, მისი ელექტრული მახასიათებლები 100 MHz-მდე დიაპაზონშია. ამ ტიპის კაბელზე მუშაობს მონაცემთა გადაცემის პროტოკოლები 10, 100, 1000 Mbps. დღეისათვის Cat5 კაბელმა თითქმის ჩაანაცვლა Cat 3. გრეხილი წყვილი კაბელის მთავარი უპირატესობა ტელეფონთან და კოაქსიალური კაბელები- უფრო მაღალი გადაცემის სიჩქარემონაცემები. ასევე, Cat 5-ის გამოყენება უმეტეს შემთხვევაში საშუალებას იძლევა, საკაბელო სტრუქტურის შეცვლის გარეშე, გაიზარდოს შესრულებაქსელები (10-დან 100-მდე და 100-დან 1000 Mbps-მდე გადასვლა).

ოპტიკური ბოჭკოვანიგამოიყენება დიდი ქსელის სეგმენტების დასაკავშირებლად, რომლებიც ერთმანეთისგან შორს არიან, ან ქსელებში, რომლებიც საჭიროებენ დიდს გამტარუნარიანობა, ხმაურის იმუნიტეტი. ოპტიკური კაბელი შედგება სინათლის ცენტრალური გამტარისაგან (ბირთვი) - მინის ბოჭკოსაგან, რომელიც გარშემორტყმულია შუშის სხვა ფენით - გარსი, რომელსაც აქვს უფრო დაბალი გარდატეხის ინდექსი, ვიდრე ბირთვი. ბირთვში გავრცელებით, სინათლის სხივები არ სცილდება მის საზღვრებს და აისახება გარსის დაფარვის ფენიდან. სინათლის სხივი ჩვეულებრივ იქმნება ნახევარგამტარული ან დიოდური ლაზერით. რეფრაქციული ინდექსის განაწილებიდან და ბირთვის დიამეტრის ზომიდან გამომდინარე, ისინი გამოირჩევიან.

პროტოკოლები არის წესებისა და პროცედურების ერთობლიობა, რომელიც არეგულირებს როგორ ხდება კომუნიკაცია. გაცვლაში მონაწილე კომპიუტერებმა უნდა იმუშაონ იმავე პროტოკოლებზე, რათა გადაცემის შედეგად ყველა ინფორმაცია აღდგეს პირვანდელ ფორმაში.

აღჭურვილობასთან დაკავშირებული ქვედა ფენების (ფიზიკური და არხის) პროტოკოლები უკვე ნახსენები იყო წინა თავებში. კერძოდ, ეს მოიცავს კოდირებისა და დეკოდირების მეთოდებს, ასევე ქსელში გაცვლის მართვას. ზოგიერთი მათგანი უფრო დეტალურად იქნება აღწერილი წიგნის თავებში, რომლებიც ეძღვნება სტანდარტულ ქსელებს. ახლა კი ჩვენ უნდა ვისაუბროთ პროგრამულ უზრუნველყოფაში დანერგილი უმაღლესი დონის პროტოკოლების მახასიათებლებზე.

ქსელური ადაპტერის კომუნიკაცია ქსელურ პროგრამულ უზრუნველყოფასთან ხორციელდება მძღოლების მიერ ქსელის ადაპტერები. დრაივერის წყალობით კომპიუტერმა შეიძლება არ იცოდეს ადაპტერის რაიმე ტექნიკური ფუნქცია (მისამართები, მასთან გაცვლის წესები, მისი მახასიათებლები). დრაივერი აერთიანებს, ხდის მაღალი დონის პროგრამული უზრუნველყოფის ურთიერთქმედებას ამ კლასის ნებისმიერ ადაპტერთან. ქსელის დრაივერები, რომლებიც მოყვება ქსელურ ადაპტერებს, ამის საშუალებას გაძლევთ ქსელური პროგრამებითანაბრად იმუშავეთ სხვადასხვა გამყიდველის დაფებთან და სხვადასხვა ლოკალური ქსელის დაფებთანაც კი (Ethernet, Arcnet, Token-Ring და ა.შ.). თუ ვსაუბრობთ სტანდარტულ OSI მოდელზე, მაშინ მძღოლები, როგორც წესი, ასრულებენ ფუნქციებს ბმული ფენა, თუმცა ზოგჯერ ისინიც ახორციელებენ ქსელის ფენის ფუნქციების ნაწილს (ნახ. 6.1). მაგალითად, დრაივერები ქმნიან პაკეტს, რომელიც გადაიცემა ადაპტერის ბუფერულ მეხსიერებაში, კითხულობენ პაკეტს, რომელიც მოვიდა ქსელში ამ მეხსიერებიდან, გასცემენ ბრძანებას გადაცემის შესახებ და აცნობებენ კომპიუტერს პაკეტის მიღების შესახებ.

ბრინჯი. 6.1.ქსელის ადაპტერის დრაივერი ფუნქციონირებს OSI მოდელში

მძღოლის პროგრამის დაწერის ხარისხი დიდწილად განსაზღვრავს მთლიანი ქსელის ეფექტურობას. ქსელური ადაპტერის საუკეთესო შესრულების შემთხვევაშიც კი, დაბალი ხარისხის დრაივერს შეუძლია მკვეთრად გააუარესოს ქსელის ტრაფიკი.

ადაპტერის ბარათის შეძენამდე უნდა გადახედოთ ტექნიკის თავსებადობის სიას (HCL), რომელიც გამოქვეყნებულია ქსელის ოპერაციული სისტემის ყველა მწარმოებლის მიერ. არჩევანი იქ საკმაოდ დიდია (მაგალითად, ამისთვის Microsoft Windowsსერვერების სიაში შედის ასზე მეტი ქსელის ადაპტერის დრაივერი). თუ რაიმე ტიპის ადაპტერი არ შედის HCL სიაში, უმჯობესია არ იყიდოთ იგი.

მაღალი დონის პროტოკოლები.

არსებობს პროტოკოლების რამდენიმე სტანდარტული კომპლექტი (ან, როგორც მათ ასევე უწოდებენ, სტეკები), რომლებიც ახლა ფართოდ გამოიყენება:

• ISO/OSI პროტოკოლების ნაკრები;
• IBM System Network Architecture (SNA);
• ციფრული DECnet;
• Novell NetWare;
• Apple AppleTalk;
• პროტოკოლების ნაკრები გლობალური ინტერნეტისთვის, TCP/IP.

WAN პროტოკოლების ჩართვა ამ სიაში სავსებით გასაგებია, რადგან, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, OSI მოდელი გამოიყენება ნებისმიერი ღია სისტემისთვის: დაფუძნებულია როგორც ლოკალურ, ისე ფართო ქსელებზე ან ლოკალური და ფართო არეალის ქსელების კომბინაციაზე.

ჩამოთვლილი კომპლექტების პროტოკოლები იყოფა სამ ძირითად ტიპად:

• აპლიკაციის პროტოკოლები (OSI მოდელის სამი ზედა ფენის ფუნქციების შესრულება - აპლიკაცია, პრეზენტაცია და სესია);
• სატრანსპორტო პროტოკოლები (OSI მოდელის შუა ფენების ფუნქციების განხორციელება - ტრანსპორტი და სესია);
• ქსელის პროტოკოლები (OSI მოდელის სამი ქვედა ფენის ფუნქციების შესრულება).

აპლიკაციის პროტოკოლები საშუალებას აძლევს აპლიკაციებს ურთიერთქმედონ და გაცვალონ მონაცემები მათ შორის. Ყველაზე პოპულარული:

• FTAM (File Transfer Access and Management) - OSI ფაილზე წვდომის პროტოკოლი;
• X.400 - CCITT პროტოკოლი საერთაშორისო ტრაფიკისთვის ელ;
• X.500 - CCITT პროტოკოლი ფაილებისა და დირექტორია სერვისებისთვის მრავალ სისტემაზე;
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) არის გლობალური ინტერნეტ პროტოკოლი ელექტრონული ფოსტის გაცვლისთვის;
• FTP (File Transfer Protocol) - გლობალური ინტერნეტის პროტოკოლი ფაილის გადაცემისთვის;
• SNMP (Simple Network Management Protocol) - ქსელის მონიტორინგის, ქსელის კომპონენტების მუშაობის კონტროლისა და მათი მართვის პროტოკოლი;
• Telnet არის გლობალური ინტერნეტ პროტოკოლი დისტანციურ სერვერებზე რეგისტრაციისა და მათზე მონაცემების დასამუშავებლად;
• Microsoft SMB-ები (სერვერის შეტყობინებების ბლოკები, სერვერის შეტყობინებების ბლოკები) და კლიენტის ჭურვები ან გადამისამართები Microsoft-ისგან;
• NCP (Novell NetWare Core Protocol) და Novell კლიენტის ჭურვები ან გადამისამართები.

სატრანსპორტო პროტოკოლები მხარს უჭერს კომპიუტერებს შორის კომუნიკაციის სესიებს და უზრუნველყოფს მათ შორის მონაცემთა საიმედო გაცვლას. მათგან ყველაზე პოპულარულია შემდეგი:

• TCP (გადაცემის კონტროლის პროტოკოლი) - TCP/IP პროტოკოლის კომპლექტის ნაწილი ფრაგმენტების თანმიმდევრობით დაყოფილი მონაცემების გარანტირებული მიწოდებისთვის;
• SPX არის IPX / SPX პროტოკოლის კომპლექტის ნაწილი (ინტერნეტური პაკეტების გაცვლა / თანმიმდევრული პაკეტების გაცვლა) ნოველის მიერ შემოთავაზებული ფრაგმენტების თანმიმდევრობით დაყოფილი მონაცემების გარანტირებული მიწოდებისთვის;
• NetBEUI - (NetBIOS Extended User Interface, გაფართოებული NetBIOS ინტერფეისი) - აყალიბებს კომუნიკაციის სესიებს კომპიუტერებს შორის (NetBIOS) და უზრუნველყოფს ზედა ფენებს სატრანსპორტო სერვისებით (NetBEUI).

ქსელის პროტოკოლები მართავენ მისამართებს, მარშრუტიზაციას, შეცდომის შემოწმებას და ხელახალი გადაცემის მოთხოვნებს. გავრცელებულია შემდეგი:

• IP (ინტერნეტ პროტოკოლი) - TCP / IP პროტოკოლი პაკეტების არაგარანტირებული გადაცემისთვის კავშირების დამყარების გარეშე;
• IPX (Internetwork Packet Exchange) - NetWare პროტოკოლი პაკეტების არაგარანტირებული გადაცემისა და პაკეტების მარშრუტიზაციისთვის;
• NWLink არის Microsoft-ის IPX/SPX პროტოკოლის იმპლემენტაცია;
• NetBEUI არის სატრანსპორტო პროტოკოლი, რომელიც უზრუნველყოფს სატრანსპორტო მომსახურებას NetBIOS სესიებისა და აპლიკაციებისთვის.

ყველა ეს პროტოკოლი შეიძლება განთავსდეს OSI საცნობარო მოდელის ამა თუ იმ შრეზე. თუმცა, გასათვალისწინებელია, რომ პროტოკოლის შემქმნელები მკაცრად არ იცავენ ამ დონეებს. მაგალითად, ზოგიერთი პროტოკოლი ასრულებს OSI მოდელის რამდენიმე შრესთან დაკავშირებულ ფუნქციებს ერთდროულად, ზოგი კი მხოლოდ ერთ-ერთი ფენის ფუნქციების ნაწილს ასრულებს. ეს იწვევს პროტოკოლებს სხვადასხვა კომპანიებიხშირად შეუთავსებელია ერთმანეთთან. გარდა ამისა, პროტოკოლები შეიძლება წარმატებით იქნას გამოყენებული ექსკლუზიურად, როგორც პროტოკოლების საკუთარი ნაკრების ნაწილი (პროტოკოლის დასტა), რომელიც ასრულებს ფუნქციების მეტ-ნაკლებად სრულ ჯგუფს. ეს არის ზუსტად ის, რაც ქსელის ოპერაციულ სისტემას "საკუთრებაში" ხდის, რაც, ფაქტობრივად, შეუთავსებელია ღია OSI სისტემის სტანდარტულ მოდელთან.

მაგალითად, ნახ. 6.2, ნახ. 6.3 და ნახ. სურათი 6.4 სქემატურად გვიჩვენებს კავშირს პროტოკოლებს შორის, რომლებსაც იყენებენ პოპულარული საკუთრების ქსელის ოპერაციული სისტემები და სტანდარტული OSI მოდელის ფენებს შორის. როგორც ფიგურებიდან ჩანს, პრაქტიკულად არცერთ დონეზე არ არსებობს მკაფიო შესაბამისობა რეალურ პროტოკოლსა და იდეალური მოდელის ნებისმიერ დონეს შორის. ასეთი ურთიერთობების შექმნა საკმაოდ თვითნებურია, რადგან ძნელია მკაფიოდ განასხვავოს პროგრამული უზრუნველყოფის ყველა ნაწილის ფუნქციები. გარდა ამისა, პროგრამული უზრუნველყოფის კომპანიები ყოველთვის არ აღწერენ დეტალურად პროდუქციის შიდა სტრუქტურას.

ახლა მოდით უფრო ახლოს გადავხედოთ ზოგიერთ ყველაზე გავრცელებულ პროტოკოლს.

OSI მოდელი საშუალებას იძლევა ქსელში აბონენტებს შორის ურთიერთქმედების ორი ძირითადი მეთოდი:

• ურთიერთქმედების მეთოდი ლოგიკური კავშირის გარეშე (ან დატაგრამის მეთოდი).
• ლოგიკურ კავშირთან ურთიერთობის მეთოდი.

დატაგრამის მეთოდი არის უმარტივესი მეთოდი, რომელშიც თითოეული პაკეტი განიხილება როგორც დამოუკიდებელი ობიექტი (სურ. 6.5).

ამ მეთოდით პაკეტი გადაცემულია ლოგიკური არხის დადგენის გარეშე, ანუ სერვისის პაკეტების წინასწარი გაცვლის გარეშე მიმღების მზადყოფნის დასადგენად, ასევე ლოგიკური არხის აღმოფხვრის გარეშე, ანუ პაკეტის გარეშე, რომელიც ადასტურებს დასრულებას. გადაცემა. მიაღწევს თუ არა პაკეტი მიმღებს, უცნობია (მიღების ფაქტის შემოწმება გადადის უფრო მაღალ დონეზე).

დატაგრამის მეთოდი აწესებს გაზრდილ მოთხოვნებს აპარატურაზე (რადგან მიმღები ყოველთვის მზად უნდა იყოს პაკეტის მისაღებად). მეთოდის უპირატესობები ისაა, რომ გადამცემი და მიმღები მუშაობენ ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად, გარდა ამისა, პაკეტები შეიძლება ბუფერული იყოს და შემდეგ გადაიცეს ერთად, ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ სამაუწყებლო გადაცემა, ანუ ერთდროულად მიმართოთ პაკეტი ყველა აბონენტს. მეთოდის უარყოფითი მხარეა პაკეტების დაკარგვის შესაძლებლობა, ასევე ქსელის უსარგებლო დატვირთვა პაკეტებით მიმღების არარსებობის ან მიუწვდომლობის შემთხვევაში.

ლოგიკური კავშირის მეთოდი (სურათი 6.6, სურათი 4.5) შეიქმნა უფრო გვიან, ვიდრე დატაგრამის მეთოდი და აქვს ურთიერთქმედების უფრო რთული რიგი.

ამ მეთოდით, პაკეტი გადაიცემა მხოლოდ მას შემდეგ, რაც დამყარდება ლოგიკური კავშირი (არხი) მიმღებსა და გადამცემს შორის. თითოეულ საინფორმაციო პაკეტს ახლავს ერთი ან მეტი სერვისის პაკეტი (კავშირის დამყარება, ქვითრის დადასტურება, ხელახალი გადაცემის მოთხოვნა, კავშირის შეწყვეტა). ლოგიკური არხი შეიძლება შეიქმნას ერთი ან მეტი პაკეტის ხანგრძლივობით.

ბრინჯი. 6.2. OSI მოდელის დონეებსა და ინტერნეტ პროტოკოლებს შორის ურთიერთობა

ბრინჯი. 6.3. OSI მოდელის დონეებსა და ოპერაციული სისტემის პროტოკოლებს შორის ურთიერთობა Windows სერვერი

ბრინჯი. 6.4. OSI მოდელის შრეებსა და NetWare ოპერაციული სისტემის პროტოკოლებს შორის ურთიერთობა

ბრინჯი. 6.5.დატაგრამის მეთოდი

ბრინჯი. 6.6.მეთოდი ლოგიკური კავშირით

ლოგიკური კავშირის მეთოდი, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, უფრო რთულია, ვიდრე დატაგრამის მეთოდი, მაგრამ ბევრად უფრო საიმედო, რადგან ლოგიკური არხის დახურვის დროისთვის, გადამცემი დარწმუნებულია, რომ მისმა ყველა პაკეტმა მიაღწია დანიშნულების ადგილს და ისინი წარმატებით მიდიან. . ამ მეთოდით უსარგებლო პაკეტების გამო ქსელის გადატვირთულობა არ არის. ლოგიკური კავშირის მეთოდის მინუსი არის ის, რომ საკმაოდ რთულია სიტუაციის მოგვარება, როდესაც მიმღები აბონენტი არ არის მზად გაცვლისთვის ამა თუ იმ მიზეზის გამო, მაგალითად, კაბელის გაწყვეტის, დენის უკმარისობის, ქსელის აღჭურვილობის გაუმართაობის, კომპიუტერის გაუმართაობის გამო. . ამ შემთხვევაში საჭიროა გაცვლის ალგორითმი არაღიარებული პაკეტის მოცემული რაოდენობის გამეორებით და ასევე მნიშვნელოვანია არაღიარებული პაკეტის ტიპი. ამ მეთოდს არ შეუძლია გადასცეს სამაუწყებლო პაკეტები (ანუ მიმართულია ყველა აბონენტისთვის), რადგან შეუძლებელია ლოგიკური არხების ორგანიზება ყველა აბონენტთან ერთდროულად.

პროტოკოლების მაგალითები, რომლებიც იყენებენ დატაგრამის მეთოდს, არის IP და IPX პროტოკოლები.

პროტოკოლების მაგალითები, რომლებიც მუშაობენ ლოგიკური კავშირის მეთოდით, არის TCP და SPX.

ზუსტად ორივე მეთოდის უპირატესობების გაერთიანების მიზნით, ეს პროტოკოლები გამოიყენება დაკავშირებული კომპლექტების სახით: TCP / IP და IPX / SPX, რომლებშიც უფრო მაღალი დონის პროტოკოლი (TCP, SPX) მუშაობს ქვედა დონის საფუძველზე. დონის პროტოკოლი (IP, IPX), უზრუნველყოფს პაკეტების სწორად მიწოდებას საჭირო თანმიმდევრობით.

Novell-ის მიერ შემუშავებული IPX/SPX პროტოკოლები ქმნიან კომპლექტს (დასტას), რომელიც გამოიყენება ქსელში პროგრამული ინსტრუმენტებისაკმაოდ ფართოდ გავრცელებული Novell (NetWare) ლოკალური ქსელები. ეს არის შედარებით მცირე და სწრაფი პროტოკოლი, რომელიც მხარს უჭერს მარშრუტიზაციას. აპლიკაციის პროგრამებს შეუძლიათ პირდაპირ წვდომა IPX ფენაზე, მაგალითად, სამაუწყებლო შეტყობინებების გასაგზავნად, მაგრამ ბევრად უფრო სავარაუდოა, რომ იმუშაონ SPX ფენასთან, რაც უზრუნველყოფს პაკეტის სწრაფ და საიმედო მიწოდებას. თუ სიჩქარე არ არის ძალიან მნიშვნელოვანი, მაშინ აპლიკაციის პროგრამებიგამოიყენეთ კიდევ უფრო მაღალი დონე, როგორიცაა NetBIOS პროტოკოლი, რომელიც უზრუნველყოფს მოსახერხებელ მომსახურებას. Microsoft-მა შესთავაზა IPX/SPX პროტოკოლის საკუთარი იმპლემენტაცია, სახელწოდებით NWLink. IPX/SPX და NWLink პროტოკოლები მხარდაჭერილია NetWare და Windows ოპერაციული სისტემებით. ამ პროტოკოლების არჩევანი უზრუნველყოფს ნებისმიერი აბონენტის ქსელურ თავსებადობას ამ ოპერაციულ სისტემებთან.

TCP/IP პროტოკოლის კომპლექტი (სტაკი) სპეციალურად შექმნილი იყო ფართო არეალის ქსელებისთვის და ინტერნეტში მუშაობისთვის. თავდაპირველად ის ორიენტირებულია საკომუნიკაციო არხების დაბალ ხარისხზე, შეცდომებისა და გათიშვის მაღალ ალბათობაზე. ეს პროტოკოლი მიღებულია მსოფლიო კომპიუტერულ ქსელში ინტერნეტში, რომლის აბონენტთა მნიშვნელოვანი ნაწილი დაკავშირებულია dial-up ხაზებით (ანუ ჩვეულებრივი სატელეფონო ხაზებით). IPX/SPX პროტოკოლის მსგავსად, TCP/IP პროტოკოლი ასევე მხარს უჭერს მარშრუტიზაციას. ის დაფუძნებულია მაღალი დონის პროტოკოლებზე, როგორიცაა SMTP, FTP, SNMP. TCP / IP პროტოკოლის მინუსი არის დაბალი სიჩქარე ვიდრე IPX / SPX. თუმცა, TCP/IP ახლა ასევე გამოიყენება ლოკალური ქსელები LAN და WAN პროტოკოლების მოლაპარაკების გასაადვილებლად. ამჟამად ის ყველაზე გავრცელებულ ოპერაციულ სისტემებში მთავარ ითვლება.

TCP/IP პროტოკოლის დასტა ხშირად მოიცავს ყველა ზედა ფენის პროტოკოლებს (ნახ. 6.7). და შემდეგ უკვე შეგვიძლია ვისაუბროთ TCP / IP სტეკის ფუნქციურ სისრულეზე.

ორივე IPX და IP არის ყველაზე დაბალი დონის პროტოკოლები, ამიტომ ისინი პირდაპირ ათავსებენ თავიანთ ინფორმაციას, სახელწოდებით datagram, ქსელის პაკეტის მონაცემთა ველში (იხ. სურათი 4.6). ამ შემთხვევაში, დატაგრამის სათაური მოიცავს აბონენტების (გამგზავნი და მიმღები) მისამართებს უფრო მაღალი დონის, ვიდრე MAC მისამართები - ეს არის IPX მისამართები IPX პროტოკოლისთვის ან IP მისამართები IP პროტოკოლისთვის. ეს მისამართები მოიცავს ქსელის და ჰოსტის ნომრებს, ჰოსტს (ინდივიდუალური აბონენტის ID). ამავდროულად, IPX მისამართები (ნახ. 6.8) უფრო მარტივია, აქვთ მხოლოდ ერთი ფორმატი, ხოლო IP მისამართი (ნახ. 6.9) შეიძლება შეიცავდეს სამ ფორმატს (კლასები A, B და C), რომლებიც განსხვავდება მნიშვნელობებით. სამი საწყისი ბიტი.

ბრინჯი. 6.7. OSI მოდელის შრეებსა და TCP/IP პროტოკოლის დასტას შორის ურთიერთობა

ბრინჯი. 6.8. IPX მისამართის ფორმატი

ბრინჯი. 6.9. IP მისამართის ფორმატები

საინტერესოა, რომ IP მისამართს არაფერი აქვს საერთო აბონენტების MAC მისამართებთან. მასში არსებული კვანძის ნომერი ენიჭება აბონენტს მისი MAC მისამართის მიუხედავად. როგორც სადგურის იდენტიფიკატორი, IPX მისამართი მოიცავს აბონენტის სრულ MAC მისამართს.

ქსელის ნომერი არის კოდი, რომელიც ენიჭება თითოეულ კონკრეტულ ქსელს, ანუ გენერალის თითოეულ სამაუწყებლო არეალს, ერთიანი ქსელი. სამაუწყებლო ზონა გაგებულია, როგორც ქსელის ნაწილი, რომელიც გამჭვირვალეა პაკეტების მაუწყებლობისთვის და თავისუფლად გადასცემს მათ.

NetBIOS (Network Basic Input/Output System) პროტოკოლი შეიმუშავა IBM-ის მიერ IBM PC ქსელისთვის და IBM Token-Ring, მოდელირებული BIOS-ის მიხედვით. პერსონალური კომპიუტერი. მას შემდეგ ეს პროტოკოლი გახდა დე ფაქტო სტანდარტი (ის არ არის ოფიციალურად სტანდარტიზებული) და ბევრი ქსელის ოპერაციული სისტემა მოიცავს NetBIOS ემულატორს თავსებადობისთვის. თავდაპირველად, NetBIOS-მა დანერგა სესიის, ტრანსპორტის და ქსელის ფენები, მაგრამ მოგვიანებით ქსელები იყენებენ სტანდარტულ პროტოკოლებს ქვედა დონეზე (მაგალითად, IPX / SPX), რის გამოც მხოლოდ სესიის ფენა რჩება NetBIOS ემულატორისთვის. NetBIOS უზრუნველყოფს უფრო მაღალი დონის მომსახურებას, ვიდრე IPX/SPX, მაგრამ უფრო ნელია.

NetBIOS პროტოკოლზე დაყრდნობით შეიქმნა NetBEUI პროტოკოლი, რომელიც წარმოადგენს NetBIOS პროტოკოლის გაფართოებას სატრანსპორტო ფენაზე. თუმცა, NetBEUI-ის მინუსი არის ის, რომ ის არ უჭერს მხარს ურთიერთდამუშავებას და არ უზრუნველყოფს მარშრუტიზაციას. ამიტომ, ეს პროტოკოლი გამოიყენება მხოლოდ მარტივი ქსელებიარ არის შექმნილი ინტერნეტთან დასაკავშირებლად. რთული ქსელები ეყრდნობა უფრო მრავალმხრივ TCP/IP და IPX/SPX პროტოკოლებს. NetBEUI პროტოკოლი ახლა მოძველებულად ითვლება, თუმცა კი ოპერაციული სისტემა Windows XP უზრუნველყოფს მის მხარდაჭერას, თუმცა, მხოლოდ როგორც დამატებითი ვარიანტი.

და ბოლოს, OSI პროტოკოლების კომპლექტი უკვე ნახსენები არის პროტოკოლების სრული ნაკრები (დასტა), სადაც თითოეული პროტოკოლი ზუსტად შეესაბამება სტანდარტული OSI მოდელის გარკვეულ დონეს. კომპლექტი შეიცავს მარშრუტირებულ და სატრანსპორტო პროტოკოლებს, IEEE 802 პროტოკოლების სერიას, სესიის ფენის პროტოკოლს, პრეზენტაციის ფენის პროტოკოლს და რამდენიმე განაცხადის ფენის პროტოკოლს. ჯერჯერობით, პროტოკოლების ამ კომპლექტს არ მიუღია ფართო განაწილება, თუმცა ის სრულად შეესაბამება OSI საცნობარო მოდელს.

ქსელის ფენაზე დანერგილი პროტოკოლები, რომლებიც ატარებენ მომხმარებლის მონაცემებს, მოიცავს:

• ინტერნეტ პროტოკოლის ვერსია 4 (IPv4)
• ინტერნეტ პროტოკოლის ვერსია 6 ( IPv6)
• ნოველ პაკეტების ურთიერთდამუშავება ( IPX)
• AppleTalk
• ქსელის სერვისი კავშირის დამყარების გარეშე ( CLNS/DECnet)

ინტერნეტ პროტოკოლი (IPv4 და IPv6) არის ყველაზე ფართოდ გამოყენებული მე-3 ფენის მონაცემთა გადაცემის პროტოკოლი, რომელიც ქვემოთ იქნება ფოკუსირებული. სხვა პროტოკოლების განხილვა მხოლოდ ზედაპირული იქნება.

IP პროტოკოლი - ქსელის ფენის პროტოკოლის მაგალითი

IPv4-ის როლი

როგორც ნახატზეა ნაჩვენები, TCP/IP პროტოკოლის დასტაში განხორციელებული ქსელური ფენის სერვისები მოიცავს ინტერნეტ პროტოკოლი (IP). IP-ის მე-4 ვერსია (IPv4) ამჟამად IP-ის ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ვერსიაა. ეს არის ერთადერთი ფენის 3 პროტოკოლი, რომელიც გამოიყენება მომხმარებლის მონაცემების ინტერნეტით გადასაცემად და მაგალითისთვის იქნება მიღებული. ქსელის ფენის პროტოკოლებიამ და შემდგომ სტატიებში.

IP-ს მე-6 ვერსია (IPv6) მუშავდება და დანერგილია ზოგიერთ სფეროში. IPv6 იმუშავებს IPv4-თან ერთად და შესაძლოა შეცვალოს იგი მომავალში. IP-ს მიერ მოწოდებული სერვისები, ისევე როგორც პაკეტის სათაურის სტრუქტურა და შინაარსი, განისაზღვრება IPv4 ან IPv6-ით. ეს სერვისები და პაკეტის სტრუქტურა გამოიყენება UDP მონაცემთა გრაფიკების ან TCP სეგმენტების ინკაფსულაციისთვის, მათი ინტერნეტის საშუალებით გადასასვლელად.

თითოეული პროტოკოლის მახასიათებლები განსხვავებულია. ამ მახასიათებლების გაგება საშუალებას მოგცემთ გაიგოთ შესაბამისი პროტოკოლით აღწერილი სერვისების ფუნქციონირება.

ინტერნეტ პროტოკოლი შეიქმნა როგორც დაბალი ოვერჰედის პროტოკოლი. ეს უზრუნველყოფს მხოლოდ ფუნქციონირებას, რომელიც საჭიროა პაკეტის წყაროდან დანიშნულების ადგილზე გადასატანად, ურთიერთდაკავშირებული ქსელების სისტემის მეშვეობით. პროტოკოლი არ იყო შექმნილი პაკეტების ნაკადის მონიტორინგისა და კონტროლისთვის. ამ ფუნქციებს ასრულებენ სხვა პროტოკოლები სხვა ფენებში.

IPv4-ის ძირითადი მახასიათებლები:

• კავშირის გარეშე - პაკეტების გაგზავნამდე სესიები არ იქმნება.
• არაგარანტირებული მიწოდება (არასანდო) - არ გამოიყენება დამატებითი ზედნადები პაკეტების მიწოდების გარანტიისთვის.
• გარემო დამოუკიდებელი - მუშაობს დამოუკიდებლად მონაცემთა მატარებელი მედიისგან.

ქსელის ფენის პროტოკოლები შეიქმნა OSI არქიტექტურის შემოთავაზებამდე და ქსელური სერვისების სტანდარტების მიღებამდე დიდი ხნით ადრე.

OSI საცნობარო მოდელში ამ ფენის სხვადასხვა პროტოკოლების ადგილის გასარკვევად, შემუშავდა ქსელის ფენის არქიტექტურა (ISO 8648). ეს დოკუმენტი განასხვავებს 3 ქვეფენას ქსელის ფენაზე. ვარაუდობენ, რომ რეალური ქვესისტემის სერვისები შეიძლება იყოს:

ბოლო ორ შემთხვევაში, სტანდარტული სერვისის უზრუნველსაყოფად, საჭიროა დამატებითი ფუნქციების გარკვეული ნაკრების განხორციელება.

სურათზე ნაჩვენებია ქსელის სამი ქვეფენის პროტოკოლები.

ქსელის ფენის პროტოკოლები პაკეტზე გადართვის ქსელებში

IN კომპიუტერული ქსელებიპაკეტის გადართვის (PS) პროტოკოლები ქსელის დონეზე გამოირჩევა სამი ფუნქციური ტიპის მიხედვით:

პაკეტის დამუშავების პროტოკოლები - განსაზღვრავს პაკეტის ფორმატებს და პროცედურებს მათი დამუშავებისთვის აბონენტთა და საკომუნიკაციო სისტემებში

პაკეტის კონტროლის პროტოკოლები - შეიცავს გადაწყვეტილების მიღების ალგორითმებს პაკეტების გადაცემის მარშრუტების არჩევის შესახებ, შეყვანის დატვირთვის შეზღუდვას, პაკეტების კონტროლს, ადგენს სერვისის ინფორმაციის შემადგენლობას, რომელსაც სისტემები ცვლის და მასზე რეაგირების წესებს.

სერვისის ინფორმაციის გადაცემის პროტოკოლები განსაზღვრავს სერვისის ინფორმაციის ფორმატს და მისი გადაცემის პროცედურებს.

გარდა ამ კლასიფიკაციისა, ურთიერთქმედების სისტემების ტიპის მიხედვით, განასხვავებენ შემდეგ სამ ქსელურ პროტოკოლს (იხ. ნახ.):

ე

ეს არის ერთ-ერთი პირველი დოკუმენტი, რომელიც შემუშავებულია სამი ქვედა ფენის (მათ შორის ქსელის) განვითარების რეგულირებისთვის პაკეტებით გადართვის ქსელებისთვის.

X.25 არ შეიცავს მარშრუტიზაციის ალგორითმებს. რეკომენდაცია არის DTE-სა და DCE-ების ინტერფეისის ფორმალური სპეციფიკაცია (იხ. სურათი). ქვეშ DTEეხება ნებისმიერ მონაცემთა ტერმინალურ მოწყობილობას (DTE) და DCEარის მონაცემთა ბმული შეწყვეტის მოწყობილობა (DCE). სტანდარტი ასიმეტრიულია, რადგან ქსელის მეშვეობით აბონენტებს შორის კავშირის მხოლოდ ერთი მხარეა განსაზღვრული.

ჰ

ხოლო მეორე ფენა იყენებს HDLC პროტოკოლის LAPB ქვეჯგუფს.

ფენის 3 (ქსელის) პაკეტი (იხ. სურათი) ტრანსპორტირდება HDLC პროტოკოლის ჩარჩოს საინფორმაციო ველში (I), რომელიც მუშაობს LAPB რეჟიმში.

პაკეტის ფენის მახასიათებლები (X.25/3 პროტოკოლი)

პროტოკოლი იყენებს ვირტუალური სქემების პრინციპს (X.25-ში მათ ლოგიკურ არხებს უწოდებენ). ლოგიკური არხები მიიღება სხვადასხვა მომხმარებლის პაკეტების მულტიპლექსირებით ერთ ფიზიკურ არხში. ასეთ ფიზიკურ არხზე შესაძლებელია 4095-მდე ლოგიკური არხის მინიჭება. არხის ლოგიკური ნომრები გამოიყენება DTE-ის იდენტიფიცირებისთვის, რომელიც დაკავშირებულია ქსელთან.

ნაკადის კონტროლი

გამოიყენება ორი მექანიზმი: გადაცემის ფანჯარა და გადაცემის შეჩერება. მონაცემთა პაკეტები დანომრილია modulo 8 (დაშვებულია გაფართოებული ფორმატი - modulo 128), ე.ი. 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 და ა.შ. პაკეტის მიმღები თვალყურს ადევნებს მიღებული პაკეტების თანმიმდევრულ ნომრებს P(S) და საპასუხო პაკეტების P(R) ველში მიუთითებს იმ პაკეტის მიმდევრობის ნომერზე, რომელსაც ის ელოდება (ვარაუდობენ, რომ მანამდე ყველა რიცხვი უკვე იყო სწორად იქნა მიღებული).

სატრანსფერო ფანჯარა

დ

გამოიყენება მონაცემთა ნაკადის დასარეგულირებლად ფანჯრის მექანიზმი. W ფანჯარა არის პაკეტების რაოდენობა, რომელთა გაგზავნა DTE-ს შეუძლია დადასტურების გარეშე. X.25/3 პროტოკოლი რეკომენდაციას უწევს W = 2-ს, მაგრამ ნებისმიერი ქსელის ადმინისტრაციაზეა დამოკიდებული კონკრეტული მნიშვნელობების დაყენება.

სურათზე ნაჩვენებია DTE-ის საწყისი მდგომარეობა W=3-ით. ასეთ სადგურს შეუძლია მაქსიმუმ 3 პაკეტის გადაცემა აღიარების გარეშე, ე.ი. პაკეტები P(S)=0, P(S)=1 და P(S)=2. DCE თვალყურს ადევნებს რიცხვების თანმიმდევრობას და შეუძლია DTE-ს აცნობოს შემდეგი P(R) პაკეტის ნომრის მიღებას, რომელიც მოსალოდნელია. ამრიგად, ის ადასტურებს ყველა პაკეტის მიღებას მიმდევრობითი ნომრებით (P(R)-1) ჩათვლით. ეს კონტროლი ვრცელდება მხოლოდ DTE/DCE დაწყვილებაზე.

პ

დავუშვათ, რომ რიცხვი P(R)=2 მოხსენებულია DCE-დან საპასუხო პაკეტში. ეს ნიშნავს, რომ ორი პაკეტი აღიარებულია. ფანჯარა მოძრაობს (იხ. ნახ.). DTE-მა ახლა შეიძლება გააგრძელოს გადაცემა P(S)=4-მდე.

ვინაიდან მონაცემები მიედინება ინტერფეისის ორივე მიმართულებით, DCE-დან იგივე ნაკადის კონტროლი ხორციელდება DTE-ის მიერ.

ადგილობრივი (DTE/DCE ინტერფეისის დონეზე) ნაკადის კონტროლი ზემოთ იყო განხილული. გარდა ლოკალურისა, ფანჯრის მექანიზმი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ვირტუალურ არხზე ნაკადის გასაკონტროლებლად. თუ პაკეტში სპეციალური სერვისის ბიტი (D-bit) დაყენებულია "1", ეს ნიშნავს, რომ საჭიროა პაკეტის ბოლომდე მიწოდება (end-to-end, ანუ DTE - DTE).

შეაჩერე პაკეტები

თუ აუცილებელია პარტნიორის მიერ პაკეტების გაცემის სასწრაფო შეჩერება, გამოიყენება ნაკადის კონტროლის დამატებითი მექანიზმი. დავუშვათ, DCE-ს სურს შეაჩეროს მონაცემთა პაკეტების ნაკადი DTE-დან. შემდეგ ის გასცემს პაკეტს "Not Read for Reception" (RNR) - Receive Not Ready (იხ. ნახ.).

პაკეტში P(R) ნომერი ადასტურებს ყველა პაკეტს (P(R)-1) ჩათვლით.

მიღების განახლებისთვის გაიცემა Receive Ready (RR) პაკეტი. ასეთი პაკეტი ასევე შეიცავს P(R) ნომერს.

პ

პროტოკოლი X.25/3 პროცედურები

მონაცემთა გადაცემა მონაცემთა ველის ზომა შეიძლება იყოს 16-დან 4096 ბაიტამდე.

გადატვირთვის პროცედურა გამოიყენება კონკრეტულ ვირტუალურ არხში შეცდომის შემთხვევაში. გამოწვეულია გადატვირთვის მოთხოვნით ან გადატვირთვის მითითების პაკეტით DTE ან DCE-დან. ვირტუალური წრე არ არის გათიშული. მიმდინარეობს მისი ინიციალიზაცია. პაკეტების მრიცხველები ორივე ბოლოზე დაყენებულია "0". ტრანზიტში მყოფი ყველა პაკეტი გაუქმებულია.

განაახლეთ პროცედურა გამოიყენება სერიოზული შეცდომების შემთხვევაში, რომლებიც გავლენას ახდენს მთელ DTE/DCE ინტერფეისზე. ყველა ვირტუალური წრე DTE-სა და DCE-ს შორის გათიშულია. შემდეგი, თქვენ კვლავ უნდა დააინსტალიროთ ყველა არხი. გამოყენებული პაკეტებია გადატვირთვის მოთხოვნა და გადატვირთვის მითითება.

პ

გადაუდებელი მონაცემების გადაცემა შესაძლებელია მონაცემთა გადაცემა ნაკადის კონტროლის პროცედურების გარეშე.

ამისთვის გამოიყენება Interrupt პაკეტი. მონაცემთა მაქსიმალური სიგრძე პაკეტში არის 32 ბაიტი. ეს პაკეტი გვერდს უვლის ყველა რიგს გზაზე და მიიღება მეორე ბოლოში, მაშინაც კი, თუ DTE არ მიიღებს ნორმალურ მონაცემებს. თითოეული პაკეტი (იხ. სურათი) აგზავნის შეწყვეტის დადასტურებას. გადამცემი DTE არ აგზავნის შემდეგ შეფერხების პაკეტს მანამ, სანამ არ მიიღებს დადასტურებას წინაზე.

არჩევითი სერვისები საკმარისად არის ისინი. მათ შორის, მაგალითად:

პაკეტების ხელახალი გადაცემა(სპეციალური "უარის" პაკეტის გამოყენებით. DTE-ს შეუძლია მოითხოვოს პაკეტების მითითებული P(R) ნომრიდან და მასზე ყველა შემდგომი გადაცემა).

ზარის გადამისამართება. თუ გამოძახებული DTE გაუმართავია ან დაკავებულია, მაშინ ზარი გადაიგზავნება ქსელის მიერ სხვა DTE-ზე.

დახურული მომხმარებლის ჯგუფის ფორმირება. ამ მომხმარებლებს შეუძლიათ მხოლოდ ერთმანეთთან ურთიერთობა. თქვენ შეგიძლიათ, მაგალითად, დაუშვათ DTE-ს, განახორციელოს გამავალი ზარები შეზღუდვის გარეშე, მაგრამ მიიღოთ შემომავალი ზარები მხოლოდ მომხმარებელთა დახურული ჯგუფიდან.

საპირისპირო ბილინგი(მოთხოვნა ქსელში, რომ გადაიხადოს ბილინგის ყველა ხარჯი გამოძახებულ აბონენტზე) და ა.შ.

SUBJECT: მონაცემთა გადაცემის ქსელური ფენა. ქსელის ფენის პროტოკოლები.

ქსელის ფენა (ქსელიფენა) - ურთიერთდაკავშირების დონე(ინტერნატიული) – (OSI მოდელის მესამე დონე), ემსახურება ერთიანი სატრანსპორტო ქვესისტემის ჩამოყალიბებას, რომელიც აერთიანებს რამდენიმე ქსელს. ამავდროულად, ქსელებს შეუძლიათ გამოიყენონ სრულიად განსხვავებული პრინციპები ბოლო კვანძებს შორის შეტყობინებების გადასაცემად და აქვთ თვითნებური კომუნიკაციის სტრუქტურა.

მონაცემები რომ მოდის ქსელის ფენადა რომლებიც უნდა გადაიცეს კომპოზიტურ ქსელში, უზრუნველყოფილია ქსელის ფენის სათაურით.

მონაცემები სათაურთან ერთად ქმნიან პაკეტს. ქსელის ფენის პაკეტის სათაური შეიცავს ინფორმაციას ქსელის რაოდენობის შესახებ, რომელზედაც ეს არის განკუთვნილი პაკეტი, ისევე როგორც სხვა სერვისული ინფორმაცია, რომელიც აუცილებელია პაკეტის წარმატებული გადასვლისთვის ერთი ტიპის ქსელიდან მეორე ტიპის ქსელში. ასეთი ინფორმაცია შეიძლება შეიცავდეს, მაგალითად:

პაკეტის ფრაგმენტის ნომერი, რომელიც საჭიროა ასამბლეის წარმატებული ოპერაციებისთვის - ფრაგმენტების დაშლა სხვადასხვა მაქსიმალური ზომის პაკეტის მქონე ქსელების მიერთებისას;

პაკეტის სიცოცხლის ხანგრძლივობა, რომელიც მიუთითებს იმაზე, თუ რამდენ ხანს მოგზაურობს ის ინტერნეტში, ამ დროს შეიძლება გამოყენებულ იქნას "დაკარგული" პაკეტების მოკვლა;

სერვისის ხარისხი არის მარშრუტის შერჩევის კრიტერიუმი ქსელთაშორისი გადაცემისთვის - მაგალითად, კვანძი - გამგზავნმა შეიძლება მოითხოვოს პაკეტის მაქსიმალური საიმედოობით გადაცემა, შესაძლოა მიწოდების დროის ხარჯზე.

მთავარი ქსელის ფენის პროტოკოლები არის ქსელის პროტოკოლები (მაგალითად, IPან IPX) და მარშრუტიზაციის პროტოკოლები ( ᲜᲐᲗᲔᲚᲨᲘ ᲘᲧᲝᲡ, OSPF, BGPდა ა.შ.).

დამხმარე როლს ასრულებს ისეთი პროტოკოლები, როგორიცაა - ქსელთაშორისი კონტროლის შეტყობინებების პროტოკოლი ICMP (ინტერნეტის კონტროლის შეტყობინებების პროტოკოლი ) , რომელიც შექმნილია ქსელის მარშრუტიზატორებსა და პაკეტის წყაროს კვანძს შორის შეცდომების შესახებ ინფორმაციის გაცვლისთვის. სპეციალური შეტყობინებების დახმარებით ICMP იტყობინება პაკეტის მიწოდების შეუძლებლობის ან პაკეტის ვადის ამოწურვის შესახებ, გადაგზავნის მარშრუტის ცვლილების შესახებ, სისტემის მდგომარეობის შესახებ და ა.შ. ჯგუფის კონტროლის პროტოკოლი IGMPდა მისამართის გადაწყვეტის პროტოკოლი ARP.

ქსელის პროტოკოლები და მარშრუტიზაციის პროტოკოლები დანერგილია როგორც პროგრამული მოდულებიბოლო კვანძებზე - კომპიუტერებს, რომლებსაც ხშირად უწოდებენ მასპინძლებს და შუალედურ კვანძებზე - მარშრუტიზატორებს, რომლებსაც უწოდებენ კარიბჭეებს.

ქსელის პროტოკოლები შექმნილია მომხმარებლის მონაცემების გადასაცემად, ხოლო მარშრუტიზაციის პროტოკოლები აგროვებენ და გადასცემენ ქსელში მხოლოდ სერვისის ინფორმაციას შესაძლო მარშრუტების შესახებ. ქსელის პროტოკოლები აქტიურად იყენებენ მარშრუტიზაციის ცხრილს მუშაობაში, მაგრამ ისინი არ აშენებენ მას და არ ინარჩუნებენ მის შინაარსს. ეს ფუნქციები ხორციელდება მარშრუტიზაციის პროტოკოლებით. მარშრუტიზაციის პროტოკოლები შეიძლება აშენდეს სხვადასხვა ალგორითმების საფუძველზე, რომლებიც განსხვავდებიან მარშრუტიზაციის ცხრილების აგების წესით, საუკეთესო მარშრუტის არჩევით და მათი მუშაობის სხვა მახასიათებლებით. არსებობს ერთი ჰოპ და მრავალჰოპი მარშრუტიზაციის ალგორითმები.

ქსელის დონეზე ასევე მყარდება კორესპონდენცია IP მისამართსა და აპარატურის მისამართს შორის (MAC მისამართი). ჩამოყალიბება ხორციელდება მისამართის გადაწყვეტის პროტოკოლით - ARP, რომელიც ამ მიზნით ათვალიერებს ARP - ცხრილებს. თუ სასურველი მისამართი აკლია, მაშინ შესრულებულია სამაუწყებლო ARP მოთხოვნა.

ქსელის ფენის ფუნქციები.

ქსელის ფენის ფუნქციები მოიცავს შემდეგ ამოცანებს:

1. პაკეტის გადაცემა ბოლო კვანძებს შორის კომპოზიტურ ქსელებში. ქსელის ფენა მოქმედებს როგორც კოორდინატორი, რომელიც აწყობს ყველა ქვექსელის მუშაობას, რომლებიც დგანან პაკეტის პროგრესის გზაზე კომპოზიტური ქსელის მეშვეობით. კომპოზიტური ქსელი (ინტერნეტი) არის რამდენიმე ქსელის კოლექცია, რომელსაც ასევე უწოდებენ ქვექსელებს, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული მარშრუტიზატორებით.

2. პაკეტის გადაცემის მარშრუტის არჩევა, საუკეთესო ზოგიერთი კრიტერიუმის მიხედვით.

3. სხვადასხვა ბმული ფენის პროტოკოლების მოლაპარაკება, რომლებიც გამოიყენება კომპოზიტური ქსელის ცალკეულ ქვექსელებში. ქვექსელებში მონაცემების გადასატანად, ქსელის ფენა ეხება ამ ქვექსელებში გამოყენებულ ტექნოლოგიებს.

4. ქსელის დონეზე შესრულებულია როუტერის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ფუნქცია - ტრაფიკის ფილტრაცია. მარშრუტიზატორები ადმინისტრატორებს საშუალებას აძლევს დააყენონ სხვადასხვა ფილტრაციის წესები. მაგალითად, ყველა პაკეტის კორპორატიულ ქსელში გადასვლის აკრძალვა, გარდა იმავე საწარმოს ქვექსელებიდან მომდინარე პაკეტებისა. ფილტრაცია ამ შემთხვევაში ხდება ქსელის მისამართების მიხედვით. როუტერის პროგრამულ უზრუნველყოფას შეუძლია შეასრულოს პაკეტების რიგის სხვადასხვა დისციპლინები, ასევე სხვადასხვა პრიორიტეტული სერვისის ვარიანტები.

5. ქსელის დონეზე შემოწმებული ჯამი მოწმდება და თუ პაკეტი დაზიანებული მოვიდა, მაშინ ის იშლება (ქსელის დონე არ ეხება შეცდომის გამოსწორებას). ასევე მოწმდება პაკეტის სიცოცხლის ხანგრძლივობა - აღემატება თუ არა დასაშვებ მნიშვნელობას (თუ გადააჭარბა, მაშინ პაკეტი განადგურდება).

მარშრუტის პრინციპები.

ქსელის ფენა უზრუნველყოფს პაკეტების ქსელში გადაადგილების შესაძლებლობას იმ მარშრუტის გამოყენებით, რომელიც ამჟამად უფრო რაციონალურია.

მარშრუტი არის მარშრუტიზატორების თანმიმდევრობა, რომელიც უნდა გაიაროს პაკეტმა გამგზავნიდან დანიშნულების ადგილამდე. კომპლექსურ მრავალშრიან ქსელებში, თითქმის ყოველთვის არის რამდენიმე ალტერნატიული მარშრუტი პაკეტებისთვის ორ ბოლო კვანძს შორის გადაადგილებისთვის. მარშრუტის არჩევის ამოცანას წყვეტს ორივე ბოლო კვანძი - კომპიუტერები და შუალედური კვანძები - მარშრუტიზატორები მარშრუტიზაციის ცხრილების საფუძველზე. მარშრუტიზატორები, როგორც წესი, ავტომატურად ქმნიან მარშრუტიზაციის ცხრილებს ოვერჰედის ინფორმაციის გაცვლით; ბოლო კვანძებისთვის, მარშრუტიზაციის ცხრილები ხშირად იქმნება ხელით ადმინისტრატორების მიერ და ინახება როგორც მუდმივი ფაილები დისკებზე. როუტერებს აქვთ მრავალი პორტი ქსელების დასაკავშირებლად, თითოეულ როუტერის პორტს აქვს საკუთარი ქსელის მისამართი და საკუთარი ლოკალური მისამართი. თუ როუტერს აქვს საკონტროლო განყოფილება, მაშინ ამ ერთეულს აქვს საკუთარი მისამართი, რომელზედაც მას წვდება ცენტრალური საკონტროლო სადგური, რომელიც მდებარეობს სადმე კომპოზიციურ ქსელში.

მარშრუტიზატორები იყენებენ მარშრუტიზაციის პროტოკოლებს ბმულების სხვადასხვა ხარისხით დეტალების გამოსასწორებლად. ამ ინფორმაციის საფუძველზე, თითოეული ქსელის ნომრისთვის მიიღება გადაწყვეტილება, რომელ შემდეგ როუტერმა უნდა გადააგზავნოს ამ ქსელისთვის განკუთვნილი პაკეტები, რათა მარშრუტი რაციონალური იყოს. ამ გადაწყვეტილებების შედეგები შეტანილია მარშრუტიზაციის ცხრილში.

მარშრუტიზაციის პროტოკოლები მოიცავს პროტოკოლებს, როგორიცაა RIP, OSPF, BGP; ICMP ინტერნეტის კონტროლის შეტყობინებების პროტოკოლი.

დიდი ქსელები იყოფა ავტონომიურ სისტემებად, ავტონომიური სისტემები არის ქსელები, რომლებიც მიმაგრებულია ხერხემალზე, აქვთ საკუთარი ადმინისტრაცია და საკუთარი მარშრუტიზაციის პროტოკოლები.

მარშრუტიზაციის პროტოკოლები იყოფა გარე და შიდა. გარე პროტოკოლები (EGP, BGP) ატარებენ მარშრუტიზაციის ინფორმაციას ავტონომიურ სისტემებს შორის, ხოლო შიდა პროტოკოლები (RIP, OSPF) გამოიყენება კონკრეტულ ავტონომიურ სისტემაში.

BGP პროტოკოლი საშუალებას გაძლევთ ამოიცნოთ მარყუჟების არსებობა ავტონომიურ სისტემებს შორის და გამორიცხოთ ისინი სისტემური მარშრუტებიდან.

RIP პროტოკოლი (Routing Internet Protocol) არის მარშრუტიზაციის ინფორმაციის გაცვლის ერთ-ერთი ადრეული პროტოკოლი და ჯერ კიდევ ძალიან გავრცელებულია მარშრუტიზაციის სიმარტივის გამო. RIP პროტოკოლს აქვს რამდენიმე ვერსია, მაგალითად, IP პროტოკოლისთვის, არის RIPv1 ვერსია, რომელიც არ უჭერს მხარს ნიღბებს და RIPv2 ვერსია, ეს არის პროტოკოლი, რომელიც გადასცემს ინფორმაციას ქსელის ნიღბების შესახებ. RIP პროტოკოლის გამოყენებით აგებულია მარშრუტიზაციის ცხრილი. ცხრილის პირველ სვეტში მოცემულია ინტერნეტში შემავალი ქსელების რაოდენობა. თითოეულ ხაზზე, ქსელის ნომერს მოჰყვება შემდეგი როუტერის პორტის ქსელის მისამართი, რომელზედაც უნდა გაიგზავნოს პაკეტი, რათა ის გადავიდეს ქსელისკენ ამ ნომრით რაციონალური მარშრუტით. მესამე სვეტი მიუთითებს ამ როუტერის გამომავალი პორტის ნომერზე. მეოთხე სვეტი მიუთითებს დანიშნულების ქსელამდე მანძილს.

ცხრილი 1.მარშრუტიზაციის მაგიდა

როგორც დანიშნულების ქსელამდე მანძილი, RIP პროტოკოლის სტანდარტები იძლევა სხვადასხვა სახის მეტრიკას: ჰოპები, მეტრიკა, რომელიც ითვალისწინებს გამტარუნარიანობას, შეყოვნებას და ქსელის საიმედოობას. უმარტივესი მეტრიკა არის ჰოპების რაოდენობა, ანუ შუალედური მარშრუტიზატორების რაოდენობა, რომლებზეც პაკეტმა უნდა გაიაროს დანიშნულების ქსელში მისასვლელად. RIP პროტოკოლი წარმატებით მუშაობს შედარებით მცირე ქსელებში 15-მდე როუტერით.

OSPF (Open Shortest Path Fist) პროტოკოლი შემუშავდა IP პაკეტების ეფექტურად გადასატანად დიდი ქსელებირთული ტოპოლოგიით, მარყუჟების ჩათვლით. ის დაფუძნებულია ბმული მდგომარეობის ალგორითმზე, რომელიც ძალიან მდგრადია ქსელის ტოპოლოგიის ცვლილებების მიმართ. OSPF მარშრუტის არჩევისას, მარშრუტიზატორები იყენებენ მეტრიკას, რომელიც ითვალისწინებს შემადგენელი ქსელების გამტარუნარიანობას. OSPF პროტოკოლი ითვალისწინებს სერვისის ბიტების ხარისხს, თითოეული ტიპის ხარისხისთვის აგებულია ცალკე მარშრუტიზაციის ცხრილი. OSPF პროტოკოლს აქვს მაღალი გამოთვლითი სირთულე, ამიტომ ის ყველაზე ხშირად მუშაობს მძლავრ აპარატურულ მარშრუტიზატორებზე.