Funksionet e shtresës së rrjetit

Protokollet e implementuara në shtresën e rrjetit që mbartin të dhënat e përdoruesit përfshijnë:

  • Versioni 4 i Protokollit të Internetit (IPv4)
  • Versioni 6 i Protokollit të Internetit ( IPv6)
  • Ndërfunksionimi i paketave novell ( IPX)
  • AppleTalk
  • Shërbimi i rrjetit pa vendosje lidhjeje ( CLNS/DECnet)

Protokolli i Internetit (IPv4 dhe IPv6) është protokolli më i përdorur për transferimin e të dhënave të Layer 3, i cili do të jetë fokusi i mëposhtëm. Diskutimi i protokolleve të tjera do të jetë vetëm sipërfaqësor.

Protokolli IP - Një shembull i një protokolli të shtresës së rrjetit


Roli i IPv4

Siç tregohet në figurë, shërbimet e shtresës së rrjetit të implementuara në grumbullin e protokollit TCP/IP përfshijnë Protokolli i Internetit (IP). Versioni 4 i IP (IPv4) është aktualisht versioni më i përdorur i IP-së. Ky është i vetmi protokoll i Layer 3 që përdoret për të transmetuar të dhënat e përdoruesit në internet dhe do të merret si shembull. protokollet e shtresave të rrjetit në këtë dhe artikuj pasues.

Versioni 6 i IP (IPv6) është duke u zhvilluar dhe zbatuar në disa zona. IPv6 do të funksionojë së bashku me IPv4 dhe mund ta zëvendësojë atë në të ardhmen. Shërbimet e ofruara nga IP, si dhe struktura dhe përmbajtja e kokës së paketës, përcaktohen nga IPv4 ose IPv6. Këto shërbime dhe struktura e paketave përdoren për të përmbledhur datagramet UDP ose segmentet TCP për kalimin e tyre përmes punës së internetit.

Karakteristikat e secilit protokoll janë të ndryshme. Kuptimi i këtyre karakteristikave do t'ju lejojë të kuptoni funksionimin e shërbimeve të përshkruara nga protokolli përkatës.

Protokolli i Internetit u krijua si një protokoll me kosto të ulët. Kjo siguron vetëm funksionalitetin e nevojshëm për të shpërndarë një paketë nga burimi në destinacion përmes një sistemi rrjetesh të ndërlidhura. Protokolli nuk ishte krijuar për të monitoruar dhe kontrolluar rrjedhën e paketave. Këto funksione kryhen nga protokolle të tjera në shtresa të tjera.

Karakteristikat kryesore të IPv4:

  • Pa lidhje - Nuk krijohen seanca përpara se të dërgohen paketat.
  • Dorëzimi i pagarantuar (i pasigurt) - Nuk përdoret shpenzim shtesë për të garantuar dërgimin e paketave.
  • Mjedisi i pavarur - Funksionon në mënyrë të pavarur nga mediumi që bart të dhënat.

Shtresa e rrjetit shërben për të formuar një të unifikuar sistemi i transportit, i cili bashkon disa rrjete me parime të ndryshme të transferimit të informacionit ndërmjet nyjeve fundore.

Funksione shtresa e rrjetit:

Shpërndarja e të dhënave ndërmjet rrjeteve

Karakteristikat e rrugëtimit

Zgjedhja e rrugës më të mirë sipas kritereve të transferimit të të dhënave.

Kontrolli i rrjedhës së të dhënave për të parandaluar bllokimin

Koordinimi i teknologjive të ndryshme në nivelin e punës në internet

Filtrimi i trafikut

Adresim fleksibël

Protokollet e shtresës së rrjetit:

- IP/IPv4/IPv6 (Protokolli i Internetit).

IPX (Internetwork Packet Exchange, protokolli i punës në internet).

CLNP (protokolli i rrjetit pa organizim të lidhjeve).

IPsec (Siguria e Protokollit të Internetit).

ICMP ( Protokolli i mesazheve të kontrollit të internetit ).

RIP (Routing Information Protocol).

OSPF (Open Shortest Path First).

ARP (Address Resolution Protocol).

router(ruteri) është një koleksion i një numri të caktuar portash, secila prej të cilave është e lidhur me një nënrrjet të caktuar, ndërsa çdo port konsiderohet si një nyje e veçantë e plotë e nënrrjetit përkatës.

Ruteri kryen disa nga funksionet e një ure, të tilla si analiza e topologjisë, filtrimi dhe përcjellja e paketave. Megjithatë, ndryshe nga urat, ruterat mund të drejtojnë paketat në rrjete specifike, të analizojnë trafikun e rrjetit dhe të përshtaten shpejt me ndryshimet e rrjetit.

Ruterat zbatojnë funksionin e rrugëzimit bazuar në informacionin që gjendet në tabelën e rrugëzimit.

Tabelat dhe protokollet e rrugëtimit

Bazat e të dhënave përdoren nga ruterat për të ruajtur informacione rreth adresave të hostit dhe statusit të rrjetit. Bazat e të dhënave të tabelës së rrugëzimit përmbajnë adresat e ruterave të tjerë. Routerët e konfiguruar për rrugëtim dinamik përditësojnë automatikisht këto tabela duke shkëmbyer rregullisht adresat me ruterat e tjerë. Routerët shkëmbejnë gjithashtu informacione në lidhje me trafikun e rrjetit, topologjinë e rrjetit dhe gjendjen e lidhjeve të rrjetit. Çdo ruter ruan këtë informacion në bazën e të dhënave të gjendjes së rrjetit.

Kur merret një paketë, ruteri analizon adresën e protokollit për vlera, siç është adresa IP në paketën e protokollit TCP/IP. Drejtimi i përcjelljes përcaktohet në bazë të metrikës së përdorur, d.m.th., duke marrë parasysh informacionin në lidhje me gjendjen e rrjetit dhe numrin e kërcimeve të nevojshme për të transferuar paketën në nyjen e synuar. Ruterat që punojnë vetëm me një protokoll (si TCP/IP) mbajnë vetëm një bazë të dhënash adresash. Një ruter me shumë protokolle mban një bazë të dhënash adresash për çdo protokoll të mbështetur (për shembull, bazat e të dhënave për rrjetet TCP/IP dhe IPX/SPX).

Dy protokolle përdoren zakonisht për të komunikuar ndërmjet ruterave në sistemin lokal: RIP dhe OSPF.

PREHU NE PAQEprotokoll

Routerët përdorin Protokollin e Informacionit të Rrugës (RIP) për të përcaktuar numrin minimal të kërcimeve midis tyre dhe ruterave të tjerë, pas së cilës ky informacion shtohet në tabelën e secilit ruter. Informacioni rreth numrit të kërcimeve përdoret më pas për të gjetur rrugën më të mirë për të përcjellë paketën.

Protokolli RIP i përket grupit të protokolleve "drejtimi i vektorit të distancës », që operon hops(stafetë "kërcen") simetrikat e rrugëzimit . Protokolli RIP përdor skemën e mëposhtme të ndërtimit të tabelës së rrugëtimit. Fillimisht, tabela e ruterit të çdo ruteri përfshin rrugë vetëm për ato nënrrjeta që janë të lidhur fizikisht me ruterin. Duke përdorur protokollin RIP, një ruter i dërgon periodikisht reklama ruterave të tjerë që përmbajnë informacion në lidhje me përmbajtjen e tabelës së tij të rrugëtimit. RIP përdor paketat IP të transmetuara për të dërguar njoftime. Çdo ruter i dërgon këto njoftime periodikisht në intervale prej 30 sekondash.

Përparësitë:

- lehtësia e konfigurimit.

Të metat:

Prania e një kufiri të fortë në madhësinë e rrjetit, protokolli R I P mund të përdoret në një rrjet me jo më shumë se 15 ruter.

- Çdo ruter i paracaktuar RIP transmeton tabelën e tij të plotë të rrugëtimit në rrjet një herë në 30 sekonda, duke ngarkuar mjaft shumë linjat e komunikimit me shpejtësi të ulët.

OSPF

Open Shortest Path First (OSPF) është një protokoll për dinamikë drejtimi , i cili bazohet në teknologjinë e gjurmimit të gjendjes së lidhjes dhe përdor për të gjetur shtegun më të shkurtërAlgoritmi i Dijkstra . OSPF i përket grupit Link State Protocols.

Përshkrimi i protokollit

1. Routerët shkëmbejnë paketat hello përmes të gjitha ndërfaqeve në të cilat është aktivizuar OSPF. Routerët që ndajnë një lidhje të përbashkët të dhënash bëhen fqinjë kur bien dakord për disa parametra të specifikuar në paketat e tyre hello.

2. Në fazën tjetër të protokollit, ruterët do të përpiqen të hyjnë në gjendjen e afërsisë me ruterat që janë brenda komunikimit të drejtpërdrejtë me të (në një distancë prej një hop). Kalimi në gjendjen e afërsisë përcaktohet nga lloji i ruterave që shkëmbejnë paketat hello dhe lloji i rrjetit mbi të cilin transmetohen paketat hello. OSPF përcakton disa lloje rrjetesh dhe disa lloje ruterash. Një palë ruterash në një gjendje afërsie sinkronizon bazën e të dhënave të gjendjes së lidhjes me njëri-tjetrin.

3. Çdo ruter dërgon një reklamë të gjendjes së lidhjes tek ruterët me të cilët është në gjendje fqinjësie.

4. Çdo ruter që merr një reklamë nga një ruter ngjitur regjistron informacionin e tij në bazën e të dhënave të gjendjes së lidhjes së routerit dhe dërgon një kopje të reklamës tek të gjithë ruterat e tjerë ngjitur.

5. Kur reklamoni nëpër një zonë, të gjithë ruterët ndërtojnë një bazë të dhënash të gjendjes së lidhjes së routerit.

6. Pasi të ndërtohet baza e të dhënave, çdo ruter përdor algoritmin e Dijkstra për të llogaritur një grafik pa lak që do të përshkruajë rrugën më të shkurtër për çdo destinacion të njohur, me vetveten si rrënjë. Ky grafik është një pemë shtegu më e shkurtër.

7. Çdo ruter ndërton një tabelë rutimi nga pema e tij më e shkurtër e shtegut.

Një nga avantazhet kryesore të tij (krahasuar me PREHU NE PAQE ) është se kur përdoret, ruteri përcjell vetëm atë pjesë të tabelës së rrugëtimit që i përket lidhjeve të tij më të afërta, një dërgim i tillë quhet "mesazh i gjendjes së lidhjes së ruterit".

ARP(Adresë Rezolucioni Protokolli- protokolli i përcaktimit të adresës) - një protokoll i shtresës së rrjetit i krijuar për të përcaktuar Adresat MAC sipas adresës IP të njohur.

Parimi i funksionimit.

1. Pritësi që duhet të hartojë adresën e tij IP adresa lokale, gjeneron një kërkesë ARP, e bashkon atë në kornizën e protokollit të shtresës së lidhjes, duke treguar një adresë IP të njohur në të dhe e transmeton kërkesën.

2. Të gjitha nyjet në rrjetin lokal marrin një kërkesë ARP dhe krahasojnë adresën IP të specifikuar atje me të tyren.

3. Nëse ato përputhen, nyja gjeneron një përgjigje ARP, në të cilën tregon adresën e saj IP dhe adresën e saj lokale, dhe e dërgon atë të drejtuar tashmë, pasi dërguesi specifikon adresën e tij lokale në kërkesën ARP.

Përkthimi i adresës bëhet duke kërkuar në tabelë. Kjo tabelë, e quajtur tabela ARP, ruhet në memorie dhe përmban rreshta për çdo host në rrjet. Dy kolonat përmbajnë adresat IP dhe Ethernet. Nëse një adresë IP duhet të konvertohet në një adresë Ethernet, atëherë kërkohet hyrja me adresën IP përkatëse.

tabela e drejtimit.

Metodat për ndërtimin e një tabele drejtimi.

rrugëzim statik. Të gjitha rrugët regjistrohen dhe ndryshohen manualisht nga administratori i sistemit. Kjo është mënyra më e lehtë për të organizuar rrugëzimin. Sidoqoftë, është i përshtatshëm vetëm për rrjete të vogla, ndryshimet në strukturën e të cilave ndodhin mjaft rrallë.

drejtim dinamik. Tabela e rrugëtimit është ndërtuar duke përdorur protokolle speciale të rrugëtimit. Pjesëmarrja e administratorit në këtë proces është minimale dhe vjen deri te konfigurimi fillestar i ruterave.

Adresa e rrjetit të destinacionit

Adresa e portit më pas. router

Adresa e portës së daljes së ruterit

Largësia

LAN 1

M3 (1)

GAN 1

M1 (1)

M3 (1)

LAN 2

M4 (1)

M3 (1)

GAN 2

M3 (2)

0 V1

LAN3

M6 (1)

M3 (2)

0 v 2

Ka edhe kolona të tjera në tabelën e rrugëtimit:

5 - kolona me maskë.

6 - jetëgjatësia e rrugës - kjo është koha pas së cilës (nëse informacioni nuk është përditësuar nga ruterat) nuk është më i vlefshëm.

7 - burim rekord;

8 - gjendja e rrugës

Funksionet e shtresës së rrjetit:

Rrjetet që përbëjnë punën e internetit mund të ndërtohen në bazë të teknologjive të ndryshme të rrjetit. Çdo teknologji rrjeti është mjaft e mjaftueshme për të organizuar shkëmbimin e informacionit brenda një nënrrjeti, por nuk lejon ndërveprimin e kompjuterëve në këtë nënrrjet me kompjuterët në nënrrjeta të bazuara në teknologji të tjera. Kjo është për shkak të papajtueshmërisë së mundshme të protokolleve dhe metodave të adresimit të përcaktuara nga teknologji të ndryshme. Prandaj, për të siguruar funksionimin e rrjeteve të ndërlidhura, kërkohen mjete që janë një "superstrukturë" mbi shtresa e lidhjes, duke ju lejuar të abstragoni nga zgjidhjet specifike të ngulitura në teknologjitë e rrjetit. Shtresa e rrjetit të modelit OSI vepron si një shtesë e tillë.

Është e qartë se pajisjet e këtij niveli, të dizajnuara për të kombinuar rrjetet, duhet të jenë shumë më komplekse se pajisjet e nivelit të lidhjes. Së dyti, këto pajisje duhet të ofrojnë transferim të synuar të të dhënave ndërmjet pajtimtarëve nëpër nënrrjetat e rrjetit të përbërë (d.m.th., të përcaktojnë rrugën e të dhënave) në mënyrë që të mos shkaktojnë mbingarkesë të rrjetit të përbërë. Procesi i përcaktimit të rrugës së të dhënave përmes nënrrjetave të një rrjeti të përbërë quhet drejtimi, dhe quhen pajisjet që lidhin rrjetet dhe zgjidhin detyrat e listuara ruterat.

Pra, për shkëmbimin e suksesshëm të informacionit në rrjetet e ndërlidhura, mjetet e nivelit të rrjetit duhet të zgjidhin detyrat e mëposhtme:

  • të sigurojë një sistem të unifikuar adresimi të pavarur nga teknologjia e rrjetit që lejon adresimin e rrjeteve dhe nyjeve individuale;
  • të përcaktojë rrugën (sekuencën e rrjeteve) që duhet të ndjekin të dhënat për të arritur tek marrësi;
  • të sigurojë transmetimin e të dhënave nga fundi në fund përmes rrjeteve me teknologji të ndryshme.

Aktualisht, ekzistojnë protokolle të ndryshme të shtresave të rrjetit. Protokolli kryesor i përdorur në internet është IP.

Protokolli IP

IP (Protokolli i Internetit) është pjesë e grumbullit të protokollit TCP / IP dhe është protokolli kryesor i shtresës së rrjetit që përdoret në internet dhe ofron një skemë të vetme adresimi logjik për pajisjet në rrjet dhe rrugëzimin e të dhënave

Ekzistojnë disa versione të protokollit IP, që pasqyrojnë kërkesat në ndryshim për funksionet me zhvillimin e Internetit. Aktualisht, versioni 4 përdoret si standard, megjithëse versioni 6 po prezantohet gradualisht. Ky seksion diskuton zgjidhjet teknologjike të versionit standard 4.

Për të kryer funksionet e tij, protokolli përcakton atë formatin e vet paketë. Fushat kryesore të informacionit të kokës së paketës janë:

  • adresat IP dërguesi dhe marrësi - i projektuar për të identifikuar dërguesin dhe marrësin (shih adresimin IP);
  • Jetëgjatësia e paketës(Time To Live, TTL) - përcakton kohën në të cilën një paketë IP mund të jetë në rrjet dhe është projektuar për të parandaluar "rrëmbimin" e rrjetit me "paketa të humbura";
  • fushat e destinuara për fragmentimin e paketave (shih fragmentimin e IP-së);
  • fushat e destinuara për të kontrolluar përpunimin e paketave (gjatësia e paketës dhe kokës, shuma e kontrollit të kokës, lloji i shërbimit, etj.).

Nga pikëpamja e protokollit IP, rrjeti konsiderohet si një koleksion logjik i objekteve të ndërlidhura, secila prej të cilave përfaqësohet nga një adresë IP unike, e quajtur nyje(nyjet IP) ose pret(mikpritës). Fjala kyçe këtu është "logjike", pasi e njëjta pajisje fizike (kompjuter, ruter, etj.) mund të ketë disa adresa IP, d.m.th. korrespondojnë me disa nyje të rrjetit logjik. Kjo situatë zakonisht ndodh nëse pajisja fizike ka disa pajisje të dhënash (përshtatës rrjeti ose modem), pasi të paktën një adresë IP unike duhet të konfigurohet për secilën prej tyre. Edhe pse nuk është e pazakontë që një kompjuter (ose pajisje tjetër) që ka një përshtatës të vetëm rrjeti ose modem të ketë disa adresa IP të caktuara për të.

Nëse një pajisje fizike ka shumë adresa IP, atëherë thuhet se ka ndërfaqe të shumta, d.m.th. "lidhje logjike" të shumta në rrjet.

Adresimi IP

adresa IPështë një adresë numerike unike që identifikon në mënyrë unike një nyje, grup nyjesh ose rrjetë. Një adresë IP është 4 bajt e gjatë dhe zakonisht shkruhet si katër numra (të ashtuquajturat "oktet") të ndara me pika - W.X.Y.Z, secila prej të cilave mund të marrë vlera në rangun nga 0 në 255, për shembull, 213.128.193.154 .

Në mënyrë që një kompjuter të marrë pjesë në komunikimin e rrjetit duke përdorur protokollin IP, atij duhet t'i caktohet një adresë IP unike.

Klasat e adresave IP

Ata shkruan për klasat dhe adresimin IP.
Ekzistojnë 5 klasa të adresave IP - A, B, C, D, E. Një adresë IP i përket një klase ose një tjetër përcaktohet nga vlera e oktetit të parë (W). Korrespondenca midis vlerave të oktetit të parë dhe klasave të adresave tregohet më poshtë.

Adresat IP të tre klasave të para janë të destinuara për adresimin e hosteve individualë dhe rrjeteve individuale. Adresa të tilla përbëhen nga dy pjesë - numri i rrjetit dhe numri i hostit. Kjo skemë është e ngjashme me atë të kodeve postare - tre shifrat e para kodojnë rajonin, dhe pjesa tjetër - zyrën postare brenda rajonit.

Përparësitë e skemës me dy nivele janë të dukshme: së pari, ju lejon të adresoni rrjete krejtësisht të veçanta brenda rrjetit të përbërë, gjë që është e nevojshme për të siguruar rrugëzimin, dhe së dyti, për të caktuar numra në nyjet brenda të njëjtit rrjet, pavarësisht nga rrjetet e tjera. Natyrisht, kompjuterët që janë pjesë e të njëjtit rrjet duhet të kenë adresa IP me të njëjtin numër rrjeti.


Nëse dy kompjuterë kanë adresa IP me numra të ndryshëm rrjeti (edhe nëse i përkasin të njëjtit rrjet fizik), atëherë ata nuk do të jenë në gjendje të komunikojnë drejtpërdrejt me njëri-tjetrin: ata kanë nevojë për një ruter për të komunikuar (shih seksionin "Rutimi IP").

Adresat IP të klasave të ndryshme ndryshojnë në madhësinë e rrjetit dhe numrat e hostit, gjë që përcakton gamën e tyre të mundshme të vlerave. Tabela e mëposhtme tregon karakteristikat kryesore të adresave IP të klasave A, B dhe C.

Për shembull, adresa IP 213.128.193.154 është një adresë e klasës C dhe i përket nyjes numër 154 që ndodhet në rrjetin 213.128.193.0.

Skema e adresimit, e përcaktuar nga klasa A, B dhe C, lejon që të dhënat të dërgohen ose në një host të vetëm ose në të gjithë kompjuterët në një rrjet të vetëm (transmetim). Megjithatë, ekziston një rrjet software, i cili duhet të dërgojë të dhëna në një grup specifik nyjesh që nuk përfshihen domosdoshmërisht në të njëjtin rrjet. Në mënyrë që programet e këtij lloji të funksionojnë me sukses, sistemi i adresimit duhet të sigurojë të ashtuquajturat adresa grupore. Për këto qëllime përdoren adresat IP të klasës D.

Gama e adresave të klasës E është e rezervuar dhe nuk është aktualisht në përdorim.

Shënimi binar për adresat IP

Së bashku me formën tradicionale dhjetore të adresave IP, mund të përdoret edhe forma binare, e cila pasqyron drejtpërdrejt mënyrën e paraqitjes së adresës në memorien e kompjuterit. Meqenëse një adresë IP është 4 bajt e gjatë, ajo përfaqësohet në formë binare si një numër binar 32-bit (d.m.th. një sekuencë prej 32 zero dhe njësh). Për shembull, forma binare e 213.128.193.154 është 11010101 1000000 11000001 10011010. Duke përdorur formën binare të një adrese IP, është e lehtë të përcaktohen skemat e klasës së adresës IP:

Adresa IP të veçanta

Protokolli IP supozon praninë e adresave që trajtohen në mënyrë të veçantë. Këto përfshijnë sa vijon:

1. Adresat vlera e parë e oktetit të të cilave është 127. Paketat e drejtuara në një adresë të tillë në fakt nuk transmetohen në rrjet, por përpunohen nga softueri i hostit dërgues. Kështu, nyja mund të dërgojë të dhëna në vetvete. Kjo qasje është shumë e përshtatshme për testimin e softuerit të rrjetit në kushte kur nuk është e mundur të lidheni me rrjetin.

2. Adresa 255.255.255.255. Një paketë destinacioni i së cilës përmban adresën 255.255.255.255 duhet të dërgohet në të gjitha nyjet e rrjetit ku ndodhet burimi. Ky lloj transmetimi quhet transmetim i kufizuar. Në formë binare, kjo adresë është 11111111 11111111 11111111 11111111.

3. Adresa 0.0.0.0. Përdoret për qëllime shërbimi dhe trajtohet si adresa e nyjës që gjeneroi paketën. Paraqitja binar e kësaj adrese është 00000000 00000000 00000000 00000000

Për më tepër, adresat interpretohen në një mënyrë të veçantë:

Përdorimi i maskave për adresimin e IP

Skema e ndarjes së një adrese IP në një numër rrjeti dhe një numër pritës, bazuar në konceptin e një klase adrese, është mjaft e përafërt, pasi përfshin vetëm 3 opsione (klasat A, B dhe C) për shpërndarjen e biteve të adresës në ato përkatëse. numrat. Le të shqyrtojmë situatën e mëposhtme si shembull. Le të themi se një kompani që lidhet me internetin ka vetëm 10 kompjuterë. Meqenëse rrjetet e klasës C janë numri më i ulët i mundshëm i hosteve, kjo kompani do të duhet të marrë një gamë prej 254 adresash (një rrjet i klasës C) nga organizata e shpërndarjes së adresave IP. Shqetësimi i kësaj qasjeje është i dukshëm: 244 adresa do të mbeten të papërdorura, pasi ato nuk mund të ndahen në kompjuterë të organizatave të tjera të vendosura në rrjete të tjera fizike. Nëse organizata në fjalë do të kishte 20 kompjuterë të shpërndarë në dy rrjete fizike, atëherë do t'i duhej të ndahej një varg prej dy rrjeteve të klasës C (një për çdo rrjet fizik). Në këtë rast, numri i adresave "të vdekura" do të dyfishohet.

Për një përcaktim më fleksibël të kufijve midis shifrave të rrjetit dhe numrave të hostit brenda adresës IP, përdoren të ashtuquajturat maska ​​të subnetit. Maska e nënrrjetit është një numër i veçantë 4 bajt që përdoret së bashku me një adresë IP. "Forma speciale" e maskës së nënrrjetit është si vijon: bitët binare të maskës që korrespondojnë me bitet e adresës IP të rezervuara për numrin e rrjetit përmbajnë një, dhe bitet që u korrespondojnë biteve të numrit të hostit përmbajnë zero.

Maska e nënrrjetit duhet të specifikohet kur konfiguroni plug-in-in e protokollit IP në çdo kompjuter së bashku me adresën IP

Përdorimi i një maskë nënrrjeti në lidhje me një adresë IP eliminon përdorimin e klasave të adresave dhe e bën të gjithë sistemin e adresimit IP më fleksibël. Kështu, për shembull, maska ​​255.255.255.240 (11111111 11111111 11111111 11110000) ju lejon të ndani gamën e 254 adresave IP që i përkasin të njëjtit rrjet të klasës C në 14 vargje që mund të ndahen në rrjete të ndryshme.

Për ndarjen standarde të adresave IP në numrin e rrjetit dhe numrin e hostit të përcaktuar nga klasat A, B dhe C, maskat e nënrrjetit janë:

Shpërndarja e adresës IP

Meqenëse çdo nyje Interneti duhet të ketë një adresë IP unike, sigurisht që është e rëndësishme të koordinoni shpërndarjen e adresave në rrjete dhe nyje individuale. Korporata e internetit për emrat dhe numrat e caktuar (ICANN) e kryen këtë rol kujdestari.

Natyrisht, ICANN nuk e zgjidh problemin e shpërndarjes së adresave IP për përdoruesit dhe organizatat fundore, por shpërndan diapazonin e adresave midis organizatave të mëdha të Ofruesve të Shërbimeve të Internetit, të cilat, nga ana tjetër, mund të ndërveprojnë me ofruesit më të vegjël, si dhe me përdoruesit fundorë. Kështu, për shembull, ICANN delegoi funksionet e shpërndarjes së adresave IP në Evropë në Qendrën e Koordinimit RIPE (RIPE NCC, The RIPE Network Coordination Center, RIPE - Reseaux IP Europeens). Nga ana tjetër, kjo qendër delegon një pjesë të funksioneve të saj tek organizatat rajonale. Në veçanti, përdoruesit rusë shërbehen nga Rrjeti Rajonal Qendra e informacionit"RU-QENDRA".

Rruga IP

Rruga IP– procesi i zgjedhjes së një rruge për transmetimin e një pakete në një rrjet. Një shteg (rrugë) është një sekuencë ruterash nëpër të cilat kalon një paketë gjatë rrugës për në destinacionin e saj. Një ruter IP është një pajisje e veçantë e krijuar për të lidhur rrjetet dhe për të përcaktuar rrugën e paketave në një rrjet të përbërë. Ruteri duhet të ketë disa adresa IP me numra rrjeti që korrespondojnë me numrat e rrjeteve që kombinohen.

Një ruter IP mund të jetë një kompjuter, softueri i sistemit të të cilit lejon rrugëtimin e IP-së. Në veçanti, ruteri mund të organizohet në bazë të një kompjuteri që drejton cilindo nga sistemet operative të familjes Microsoft Windows server.


Rutimi bëhet në hostin burimor në momentin që dërgohet paketa IP dhe më pas në ruterat IP.

Parimi i rrugëtimit në nyjen e dërguesit duket mjaft i thjeshtë. Kur kërkohet të dërgohet një paketë te një host me një adresë IP specifike, hosti dërgues shpërndan numrat e rrjetit duke përdorur një maskë nënrrjeti nga adresa e vet IP dhe adresa IP e marrësit. Tjetra, numrat e rrjetit krahasohen, dhe nëse përputhen, atëherë paketa i dërgohet drejtpërdrejt marrësit, përndryshe, te ruteri, adresa e të cilit është specifikuar në cilësimet e protokollit IP.

Nëse hosti nuk ka një adresë ruteri të konfiguruar, nuk do të jetë e mundur të dërgohen të dhëna te një marrës i vendosur në një rrjet tjetër.

Zgjedhja e rrugës në ruter bazohet në informacionin e dhënë në tabela e drejtimit. Tabela e rrugëzimit është një tabelë e veçantë që harton adresat IP të rrjeteve në adresat e ruterëve të mëposhtëm tek të cilët duhen dërguar paketat për t'i dorëzuar ato në këto rrjete. Një hyrje e detyrueshme në tabelën e rrugëzimit është e ashtuquajtura rrugë e paracaktuar, e cila përmban informacion se si të drejtohen paketat në rrjete, adresat e të cilave nuk janë të pranishme në tabelë, kështu që nuk ka nevojë të përshkruhen rrugët për të gjitha rrjetet në tabelë. Tabelat e rrugëzimit mund të ndërtohen "manualisht" nga administratori ose në mënyrë dinamike, bazuar në shkëmbimin e informacionit që ruterët kryejnë duke përdorur protokolle speciale.

Fragmentimi i IP-së

Siç e dini, për teknologji të ndryshme të rrjetit, vlera MTU e përcaktuar për kornizat e të dhënave mund të ndryshojë. Prandaj, kur transformohen kornizat në një ruter, mund të jetë e nevojshme të ndahen paketat e mbivendosura IP në paketa më të vogla.

Për të ndarë paketat në fragmente, moduli IP i instaluar në ruter krijon një numër paketash të reja bazuar në të (sipas gjatësisë së paketës origjinale dhe vlerës MTU për rrjetin ku duhet të transmetohen të dhënat). Në mënyrë që të dhënat të mblidhen saktë nga marrësi, një identifikues numerik i veçantë vendoset në titujt e paketave të reja IP, i cili bën të mundur përcaktimin e qartë se këto pako janë fragmente të një pakete të madhe. Përveç kësaj, titujt tregojnë gjithashtu pozicionin e fragmenteve në paketën burimore, gjë që ndihmon të sigurohet që marrësi të jetë në rendin e duhur të montimit.

Protokollet ndihmëse të shtresës së rrjetit të stakut TCP/IP

Funksionet kryesore të protokollit IP janë të sigurojë një skemë të vetme adresimi, të pavarur nga parimet e adresimit të përcaktuara nga teknologjitë e rrjetit (adresimi i shtresës së lidhjes), si dhe transmetimi i të dhënave përmes një rrjeti të përbërë (rutimi dhe fragmentimi i paketave). Sidoqoftë, kjo nuk mjafton për të organizuar ndërveprim real - ka ende një sërë problemesh.

Problemi i parë është si vijon. Për të transmetuar të dhëna përmes një rrjeti, softueri i protokollit IP krijon një paketë dhe ia kalon atë shtresës së lidhjes së të dhënave. Në të njëjtën kohë, mjeti i shtresës së lidhjes për të formuar një kornizë të dhënash ka nevojë për një adresë marrësi, dhe jo një adresë IP logjike, por një adresë MAC që mund të njihet saktë. përshtatës rrjeti kompjuter marrës. Megjithatë, specifikimi i protokollit IP nuk ofron një mekanizëm për përcaktimin e korrespondencës ndërmjet harduerit dhe adresave IP. Ky funksion kryhet nga protokolli i shtresës së rrjetit ndihmës ARP (Address Resolution Protocol), i cili është pjesë e familjes së protokolleve TCP / IP.

Një problem tjetër serioz është se nëse ka ndonjë problem gjatë përpunimit të një pakete IP në ruter, për shembull, "koha e paketës për të jetuar" ka skaduar, atëherë dërguesi nuk do të dijë për to, pasi mekanizmi "feedback" është gjithashtu nuk parashikohet nga specifikimi i protokollit IP. . Për të zgjidhur këtë problem, përdoret një protokoll i veçantë i shtresës së rrjetit ICMP (Internet Control Message Protocol), i cili është pjesë e grumbullit të protokollit TCP / IP dhe siguron transferimin e informacionit të kontrollit dhe informacionit të gabimit.

Familja e protokolleve TCP/IP ofron gjithashtu një sërë protokollesh të tjera mbështetëse, të tilla si protokollet dinamike të rrugëtimit, që lejojnë shkëmbimin e informacionit ndërmjet ruterave për të automatizuar ndërtimin e tabelave të rrugëtimit.

Përmbledhje

  • Shtresa e rrjetit është një shtesë funksionale mbi shtresën e lidhjes, e cila ofron mundësinë e kombinimit të rrjeteve të bazuara në teknologji të ndryshme të rrjetit;
  • Funksionet kryesore të shtresës së rrjetit janë: sigurimi sistem të unifikuar adresimi, i pavarur nga metodat e adresimit të përcaktuara nga një teknologji e caktuar e rrjetit, drejtimi i paketave të të dhënave të transmetuara në rrjet, si dhe sigurimi i transmetimit të të dhënave nga skaji në skaj përmes një rrjeti të përbërë;
  • pajisjet e dizajnuara për të kombinuar rrjetet në nivel rrjeti quhen ruter;
  • protokolli kryesor i shtresës së rrjetit është protokolli IP;
  • protokolli IP përcakton skemën e adresimit të nyjeve të rrjetit dhe ofron rrugëzim dhe fragmentim të paketave;
  • Një adresë IP është një numër 4 bajt që identifikon në mënyrë unike një nyje rrjeti dhe përbëhet nga dy pjesë - një numër rrjeti dhe një numër nyje;
  • varësisht nga sa shifra brenda adresës IP janë ndarë për numrat e rrjetit dhe të hostit, adresat ndahen në klasa;
  • për ndarje fleksibël të adresës IP në numrat e rrjetit dhe të hostit, mund të përdoret një maskë nënrrjete - një numër 4-bajtë i një formulari të veçantë;
  • kur dërgon një paketë IP, çdo nyje rrjeti krahason numrin e rrjetit të marrësit me numrin e tij dhe nëse këta numra përputhen, paketa i dërgohet drejtpërdrejt marrësit, përndryshe ruterit;
  • ruteri përcakton rrugën përgjatë së cilës duhet të transmetohet paketa duke përdorur tabelën e rrugëzimit;
  • për të transferuar me sukses të dhënat midis rrjeteve të ndërtuara në bazë të teknologjive të ndryshme, routerët IP mund të fragmentojnë paketat në përputhje me kufizimet e vendosura nga teknologjia e rrjetit të rrjetit të destinacionit;
  • për të siguruar ndërveprim real me protokollin IP, përdoren protokollet ndihmëse të shtresës së rrjetit.

TEMA: Shtresa e rrjetit të transferimit të të dhënave. Protokollet e shtresës së rrjetit.

shtresa e rrjetit (rrjetiavokat) - niveli i ndërlidhjes(në internet) – (niveli i tretë i modelit OSI), shërben për të formuar një nënsistem të vetëm transporti që kombinon disa rrjete. Në të njëjtën kohë, rrjetet mund të përdorin parime krejtësisht të ndryshme për transmetimin e mesazheve midis nyjeve fundore dhe të kenë një strukturë komunikimi arbitrare.

Të dhënat që hyjnë në shtresën e rrjetit dhe që duhet të dërgohen përmes rrjetit të përbërë pajisen me një kokë të shtresës së rrjetit.

Të dhënat së bashku me kokën formojnë një paketë. Kreu i paketës së shtresës së rrjetit mbart informacione për numrin e rrjetit në të cilin synohet paketa, si dhe informacione të tjera shërbimi të nevojshme për kalimin e suksesshëm të paketës nga një rrjet i një lloji në një rrjet të një lloji tjetër. Një informacion i tillë mund të përfshijë, për shembull:

Numri i fragmentit të paketës i kërkuar për operacione të suksesshme të montimit - çmontimi i fragmenteve gjatë lidhjes së rrjeteve me madhësi të ndryshme maksimale të paketave;

Jetëgjatësia e paketës, duke treguar sa kohë udhëton përmes internetit, këtë herë mund të përdoret për të vrarë paketat "të humbura";

Cilësia e Shërbimit është një kriter i përzgjedhjes së rrugës për transmetimet në rrjet - për shembull, një nyje - një dërgues mund të kërkojë që një paketë të transmetohet me besueshmëri maksimale, ndoshta në kurriz të kohës së dorëzimit.

Protokollet kryesore të shtresës së rrjetit janë protokollet e rrjetit (për shembull, IP ose IPX) dhe protokollet e rrugëtimit ( PREHU NE PAQE, OSPF, BGP dhe etj.).

Një rol ndihmës luhet nga protokolle të tilla si - protokolli i mesazheve të kontrollit ndër-rrjet ICMP ( Protokolli i mesazheve të kontrollit të internetit ) , i cili është krijuar për të shkëmbyer informacione rreth gabimeve midis ruterave të rrjetit dhe nyjës burimore të paketës. Me ndihmën e mesazheve speciale, ICMP raporton për pamundësinë e dorëzimit të një pakete ose për një afat kohor të paketës, për një ndryshim në rrugën e përcjelljes, për gjendjen e sistemit, etj. Protokolli i kontrollit të grupit IGMP dhe protokolli i zgjidhjes së adresës ARP.

Protokollet e rrjetit dhe protokollet e rrugëzimit zbatohen si modulet e softuerit në nyjet fundore - kompjuterë, shpesh të quajtur host dhe në nyje të ndërmjetme - ruterë, të quajtur gateways.

Protokollet e rrjetit janë krijuar për të transferuar të dhënat e përdoruesit, ndërsa protokollet e rrugëzimit mbledhin dhe transmetojnë përmes rrjetit vetëm informacionin e shërbimit për rrugët e mundshme. Protokollet e rrjetit përdorin në mënyrë aktive tabelën e rrugëzimit në punën e tyre, por ata nuk e ndërtojnë atë ose nuk e ruajnë përmbajtjen e saj. Këto funksione kryhen nga protokollet e rrugëzimit. Protokollet e rrugëtimit mund të ndërtohen në bazë të algoritmeve të ndryshme që ndryshojnë në mënyrën se si ndërtojnë tabelat e rrugëtimit, si të zgjedhin rrugën më të mirë dhe veçori të tjera të punës së tyre. Ekzistojnë algoritme të rrugëtimit me një hop dhe me shumë hop.

Në nivel rrjeti, krijohet gjithashtu një korrespondencë midis adresës IP dhe adresës së harduerit (adresa MAC). Themelimi kryhet nga protokolli i zgjidhjes së adresave - ARP, i cili për këtë qëllim shikon përmes tabelave ARP. Nëse adresa e dëshiruar mungon, atëherë kryhet një kërkesë për transmetim ARP.

Funksionet e shtresës së rrjetit.

Funksionet e shtresës së rrjetit përfshijnë detyrat e mëposhtme:

1. Transmetimi i paketave ndërmjet nyjeve fundore në rrjetet e përbëra. Shtresa e rrjetit vepron si një koordinator që organizon punën e të gjitha nënrrjetave që shtrihen në rrugën e përparimit të paketës përmes rrjetit të përbërë. Një rrjet i përbërë (Internet) është një koleksion i disa rrjeteve, të quajtura gjithashtu nënrrjeta, të cilat janë të ndërlidhura nga ruterat.

2. Zgjedhja e rrugës së transmetimit të paketave, më e mira sipas disa kritereve.

3. Negocimi i protokolleve të ndryshme të shtresave të lidhjeve të përdorura në nënrrjeta të veçanta të rrjetit të përbërë. Për të lëvizur të dhënat brenda nën-rrjeteve, shtresa e rrjetit i referohet teknologjive të përdorura në ato nënrrjeta.

4. Në nivel rrjeti kryhet një nga funksionet më të rëndësishme të ruterit - filtrimi i trafikut. Ruterat lejojnë administratorët të vendosin rregulla të ndryshme filtrimi. Për shembull, për të ndaluar kalimin e të gjitha paketave në rrjetin e korporatës, me përjashtim të paketave që vijnë nga nënrrjetet e së njëjtës ndërmarrje. Filtrimi në këtë rast ndodh sipas adresave të rrjetit. Softueri i ruterit mund të zbatojë disiplina të ndryshme të radhës së paketave, si dhe opsione të ndryshme shërbimi prioritare.

5. Në nivel rrjeti, kontrollohet shuma e kontrollit, dhe nëse paketa mbërriti e dëmtuar, atëherë ajo hidhet (niveli i rrjetit nuk merret me korrigjimin e gabimeve). Gjithashtu kontrollohet jetëgjatësia e paketës - nëse e tejkalon vlerën e lejuar (nëse e tejkalon, atëherë paketa hidhet).

Parimet e rrugëzimit.

Shtresa e rrjetit ofron mundësinë për të lëvizur paketat nëpër rrjet duke përdorur rrugën që aktualisht është më racionale.

Një rrugë është një sekuencë ruterash që një paketë duhet të përshkojë nga dërguesi në destinacion. Në rrjetet komplekse me shumë shtresa, pothuajse gjithmonë ekzistojnë rrugë të shumta alternative për paketat që të udhëtojnë ndërmjet dy nyjeve fundore. Detyra e zgjedhjes së një rruge zgjidhet nga të dy nyjet fundore - kompjuterët dhe nyjet e ndërmjetme - ruterat bazuar në tabelat e rrugëzimit. Routerët zakonisht krijojnë automatikisht tabela të rrugëtimit duke shkëmbyer informacione të përgjithshme; për nyjet fundore, tabelat e rrugëzimit shpesh krijohen manualisht nga administratorët dhe ruhen si skedarë të përhershëm në disqe. Ruterat kanë porte të shumta për lidhjen e rrjeteve, çdo port ruteri ka adresën e vet të rrjetit dhe adresën e vet lokale. Nëse ruteri ka një njësi kontrolli, atëherë kjo njësi ka adresën e vet, në të cilën aksesohet nga një stacion qendror kontrolli i vendosur diku në rrjetin e përbërë.

Routerët përdorin protokollet e rrugëzimit për të hartuar lidhjet në shkallë të ndryshme detajesh. Bazuar në këtë informacion, për çdo numër rrjeti, merret një vendim se cili ruter i ardhshëm duhet të përcjellë paketat e destinuara për këtë rrjet në mënyrë që rruga të jetë racionale. Rezultatet e këtyre vendimeve futen në tabelën e kursit.

Protokollet e rrugëzimit përfshijnë protokolle të tilla si RIP, OSPF, BGP; Protokolli i mesazheve të kontrollit të Internetit ICMP.

Rrjetet e mëdha ndahen në sisteme autonome, sistemet autonome janë rrjete të bashkangjitura në shtyllën kurrizore, që kanë administrimin e tyre dhe protokollet e tyre të rrugëtimit.

Protokollet e rrugëzimit ndahen në të jashtëm dhe të brendshëm. Protokollet e jashtme (EGP, BGP) mbartin informacione rutimi midis sistemeve autonome, ndërsa protokollet e brendshme (RIP, OSPF) përdoren brenda një sistemi të veçantë autonom.

Protokolli BGP ju lejon të njihni praninë e sytheve midis sistemeve autonome dhe t'i përjashtoni ato nga rrugët ndërsistemore.

Protokolli RIP (Routing Internet Protocol) është një nga protokollet më të hershëm për shkëmbimin e informacionit të rrugëzimit dhe është ende jashtëzakonisht i zakonshëm për shkak të thjeshtësisë së rrugëtimit. Protokolli RIP ka disa versione, për shembull, për protokollin IP, ekziston një version i RIPv1 që nuk mbështet maska ​​dhe një version i RIPv2, ky është një protokoll që përcjell informacion në lidhje me maskat e rrjetit. Duke përdorur protokollin RIP, ndërtohet një tabelë rutimi. Në kolonën e parë të tabelës renditen numrat e rrjeteve të përfshira në internet. Në secilën linjë, numri i rrjetit ndiqet nga adresa e rrjetit të portit të ruterit të ardhshëm në të cilin duhet të dërgohet paketa në mënyrë që ajo të lëvizë drejt rrjetit me këtë numër përgjatë një rruge racionale. Kolona e tretë tregon numrin e portës së daljes të këtij ruteri. Kolona e katërt tregon distancën deri në rrjetin e destinacionit.

Tabela 1. Tabela e rrugëtimit

Si një distancë nga rrjeti i destinacionit, standardet e protokollit RIP lejojnë lloje të ndryshme metrikash: hops, metrikë që marrin parasysh xhiros, vonesën dhe besueshmërinë e rrjetit. Metrika më e thjeshtë është numri i hop-eve, domethënë numri i ruterave të ndërmjetëm që një paketë duhet të përshkojë për të arritur në rrjetin e saj të destinacionit. Protokolli RIP funksionon me sukses në rrjete relativisht të vogla me deri në 15 rutera.

Protokolli OSPF (Open Shortest Path Fist) u zhvillua për të drejtuar në mënyrë efikase paketat IP rrjete të mëdha me topologji komplekse, duke përfshirë sythe. Ai bazohet në një algoritëm të gjendjes së lidhjes që është shumë rezistent ndaj ndryshimeve të topologjisë së rrjetit. Kur zgjedh një rrugë OSPF, ruterët përdorin një metrikë që merr parasysh xhiron e rrjeteve përbërëse. Protokolli OSPF merr parasysh cilësinë e bitave të shërbimit, është ndërtuar një tabelë e veçantë rutimi për çdo lloj cilësie. Protokolli OSPF ka një kompleksitet të lartë llogaritës, kështu që më së shpeshti funksionon në ruterë të fuqishëm harduerikë.

Gjatë dekadave të fundit, madhësia dhe numri i rrjeteve janë rritur ndjeshëm. Në vitet '80 kishte shumë lloje të rrjeteve. Dhe praktikisht secila prej tyre u ndërtua në llojin e vet të harduerit dhe softuerit, shpesh të papajtueshëm me njëri-tjetrin. Kjo çoi në vështirësi të konsiderueshme gjatë përpjekjes për të lidhur disa rrjete (për shembull, një lloj tjetër adresimi i bëri këto përpjekje pothuajse të pashpresa).

Ky problem u konsiderua nga Organizata Ndërkombëtare për Standardizim (ISO) dhe u vendos të zhvillohej një model rrjeti që mund të ndihmonte zhvilluesit dhe prodhuesit pajisjet e rrjetit dhe softueri punojnë së bashku. Si rezultat, në 1984 u krijua modeli OSI - Modeli i ndërveprimit të sistemeve të hapura(Sistemet e hapura të ndërlidhura). Ai përbëhet nga shtatë nivele në të cilat ndahet detyra e organizimit të ndërveprimit në rrjet. Ato janë paraqitur në mënyrë skematike në tabelën 16.1.

Tabela 16.1. Shtresat e modelit OSI.
Numri i nivelit Emri i nivelit Njësia e informacionit
Shtresa 7 Shtresa e aplikimit të dhëna
Shtresa 6 Niveli ekzekutiv të dhëna
Shtresa 5 Niveli i seancës të dhëna
Shtresa 4 shtresa e transportit Segmenti
Shtresa 3 shtresa e rrjetit paketë
Shtresa 2 Shtresa e transferimit të të dhënave kornizë
Shtresa 1 Shtresa fizike Bit (bit)

Edhe pse sot ekzistojnë modele të ndryshme rrjetesh, shumica e zhvilluesve i përmbahen kësaj skeme të pranuar përgjithësisht.

Konsideroni procesin e transferimit të informacionit midis dy kompjuterëve. Software gjeneron një mesazh të shtresës 7 (aplikacion) i përbërë nga një kokë dhe ngarkesë. Kreu përmban informacionin e shërbimit që është i nevojshëm që shtresa e aplikacionit të destinacionit të përpunojë informacionin që dërgohet (për shembull, mund të jetë informacion rreth skedarit që duhet të transferohet ose operacioni që duhet të kryhet). Pasi mesazhi të jetë gjeneruar, shtresa e aplikacionit e dërgon atë "poshtë" në shtresën e prezantimit (shtresa 6). Mesazhi i marrë, i përbërë nga sipërfaqja e shtresës 7 dhe ngarkesa, paraqitet si një njësi e vetme në shtresën 6 (edhe pse shtresa 6 mund të lexojë lart shtresën 7). Protokolli i shtresës së prezantimit kryen veprimet e nevojshme bazuar në të dhënat e marra nga kreu i shtresës së aplikacionit dhe shton kokën e shtresës së tij, e cila përmban informacion për shtresën përkatëse (të 6-të) të destinacionit. Mesazhi që rezulton kalon më tej "poshtë" në shtresën e sesionit, ku shtohet edhe sipërfaqja. Mesazhi i mbushur kalon te tjetri shtresa e transportit etj. në çdo nivel pasues (kjo është treguar skematikisht në Fig. 16.1). Në këtë rast, informacioni i shërbimit mund të shtohet jo vetëm në fillim të mesazhit, por edhe në fund (për shembull, në nivelin e 3-të, Fig. 16.2). Rezultati është një mesazh që përmban informacionin e shërbimit të të shtatë niveleve.


Oriz. 16.1.



Oriz. 16.2.

Procesi i "mbështjelljes" së të dhënave të transmetuara me informacion të përgjithshëm quhet kapsulim ( kapsulimi).

Ky mesazh më pas transmetohet përmes rrjetit në formën e biteve. Një bit është pjesa më e vogël e informacionit që mund të jetë ose 0 ose 1. Kështu, i gjithë mesazhi është i koduar si një grup zero dhe njësh, për shembull, 010110101. Në rastin më të thjeshtë, në shtresën fizike për transmetim, a sinjal elektrik, i përbërë nga një seri impulsesh elektrike (0 - pa sinjal, 1 - ka një sinjal). Është kjo njësi e miratuar për të matur shpejtësinë e transferimit të informacionit. Rrjetet moderne zakonisht ofrojnë kanale me një xhiro prej dhjetëra e qindra Kbps dhe Mbps.

Marrësi në shtresën fizike e merr mesazhin në formën e një sinjali elektrik (Fig. 16.3). Më pas, ndodh një proces që është e kundërta e kapsulimit, dekapsulimit ( dekapsulimi). Në çdo nivel, informacioni i shërbimit analizohet. Pas dekapsulimit të mesazhit në nivelin e parë (leximi dhe përpunimi i informacionit të shërbimit të nivelit të parë), ky mesazh që përmban informacionin e shërbimit të nivelit të dytë dhe të dhëna në formën e të dhënave të ngarkesës dhe informacionit të shërbimit të niveleve më të larta transmetohet në niveli tjeter. Në nivelin e kanalit (2), informacioni i sistemit analizohet përsëri dhe mesazhi transmetohet në nivelin tjetër. Dhe kështu me radhë derisa mesazhi të arrijë në shtresën e aplikacionit, ku ai transmetohet si të dhëna përfundimtare në aplikacionin marrës.



Oriz. 16.3.

Një shembull është një thirrje e shfletuesit në një server në internet. Aplikacioni i klientit - shfletuesi - gjeneron një kërkesë për të marrë një faqe në internet. Kjo kërkesë kalon nga aplikacioni në shtresën 7 dhe më pas në mënyrë sekuenciale në secilën shtresë të modelit OSI. Pasi kemi arritur në shtresën fizike, kërkesa jonë fillestare "merr" informacionin e shërbimit të çdo shtrese. Pas kësaj, ai transmetohet përmes rrjetit fizik (kabllove) në formën e impulseve elektrike në server. Serveri analizon informacionin përkatës të sistemit të çdo niveli, si rezultat i të cilit kërkesa e dërguar arrin në aplikacionin e serverit të uebit. Aty përpunohet, pas së cilës klientit i dërgohet një përgjigje. Procesi i dërgimit të një përgjigjeje është i ngjashëm me dërgimin e një kërkese, përveç se mesazhi dërgohet nga serveri dhe merret nga klienti.

Për shkak se çdo shtresë e modelit OSI është e standardizuar, konsumatorët mund të ndajnë harduerin dhe software prodhues të ndryshëm. Si rezultat ueb server drejtimi i sistemit operativ Sun Solaris mund t'i shërbejë një faqe HTML një përdoruesi të MS Windows.

Sigurisht, përputhshmëria mund të sigurohet vetëm deri në një nivel të caktuar. Nëse njëra makinë transmeton të dhëna në formën e valëve të radios, dhe tjetra në formën e pulseve të dritës, atëherë ndërveprimi i tyre pa përdorimin e pajisjeve shtesë është i pamundur. Prandaj, u prezantua koncepti i niveleve të pavarura nga rrjeti dhe të varura nga rrjeti.

Tre shtresat e poshtme - fizike, kanali dhe rrjeti - varen nga rrjeti. Për shembull, ndryshimi i Ethernetit në ATM sjell një ndryshim të plotë në protokollin e shtresave fizike dhe të lidhjes së të dhënave.

Tre nivelet kryesore - aplikacionet, përfaqësuesi dhe sesioni - janë të fokusuara në detyrat e aplikimit dhe praktikisht nuk varen nga teknologjia fizike e ndërtimit të një rrjeti. Kështu, kalimi nga Token Ring në Ethernet nuk kërkon ndryshime në nivelet e listuara.

shtresa e transportitështë e ndërmjetme ndërmjet niveleve të varura nga rrjeti dhe niveleve të pavarura nga rrjeti. Ai fsheh të gjitha detajet e funksionimit të niveleve të ulëta nga ato të sipërme. Kjo i lejon zhvilluesit të aplikacionit të mos mendojë mjete teknike zbatimi i transportit të mesazheve në rrjet.

Së bashku me mesazhin e emrit (mesazhit) në standardet ISO, termi përdoret për të treguar një njësi të dhënash. njësia e të dhënave të protokollit(Njësia e të dhënave të protokollit, PDU). Në protokolle të ndryshme përdoren emra të tjerë, të fiksuar sipas standardeve ose thjesht tradicionale. Për shembull, në familjen e protokolleve TCP / IP, protokolli TCP ndan rrjedhën e të dhënave në segmente, protokolli UDP punon me datagrame (ose datagrame, nga datagrami), vetë protokolli IP përdor termin pako. Shpesh e njëjta gjë thuhet për kornizat ose kornizat.

Për një kuptim më të thellë të parimeve të rrjetit, ne do të shqyrtojmë secilin nivel veç e veç.

shtresa fizike (shtresa 1)

Siç mund të shihet nga paraqitja e përgjithshme e shtresave në modelin OSI, shtresa fizike ( shtresa fizike) i pari. Kjo shtresë përshkruan mediumin e komunikimit. E standardizuar pajisje fizike, përgjegjës për transmetimin e sinjaleve elektrike (lidhës, kabllo, etj.) dhe rregullat për formimin e këtyre sinjaleve. Le të hedhim një vështrim në të gjithë komponentët e këtij niveli me radhë.

Shumica e rrjeteve janë ndërtuar mbi një strukturë kabllore (megjithëse ka rrjete të bazuara në transmetimin e informacionit duke përdorur, për shembull, valët e radios). Tani ka lloje të ndryshme kabllosh. Më të zakonshmet janë:

  • tela telefonike;
  • kabllo koaksiale ;
  • palë e përdredhur;
  • fibër optike .

Kablloja telefonike është përdorur për të transmetuar të dhëna që nga ardhja e kompjuterëve të parë. Avantazhi kryesor i linjave telefonike ishte prania e një infrastrukture tashmë të krijuar dhe të zhvilluar. Me ndihmën e tij, ju mund të transferoni të dhëna midis kompjuterëve të vendosur në kontinente të ndryshme, aq lehtë sa të flisni me njerëz që janë shumë mijëra kilometra larg njëri-tjetrit. Deri më sot, përdorimi i linjave telefonike gjithashtu mbetet i popullarizuar. Përdoruesit që janë të kënaqur me një të vogël shpejtësia e transmetimit të dhënat mund të hyjnë në internet nga kompjuterët e tyre të shtëpisë. Disavantazhet kryesore të përdorimit të një kabllo telefonike janë të vogla shpejtësia e transmetimit, sepse lidhja nuk ndodh drejtpërdrejt, por nëpërmjet centraleve telefonike. Në të njëjtën kohë, kërkesa për cilësinë e sinjalit të transmetuar në transmetimin e të dhënave është shumë më e lartë sesa në transmetimin e "zërit". Dhe meqenëse shumica e PBX-ve analoge nuk e përballojnë këtë detyrë (niveli i "zhurmës" ose ndërhyrjes dhe cilësia e sinjalit lë shumë për të dëshiruar), shkalla e transferimit të të dhënave është shumë e ulët. Edhe pse kur lidhet me modernen shkëmbim dixhital mund të arrish lart shpejtësi të besueshme lidhjet.

Kabllo koaksiale përdoret në rrjete disa vite më parë, por sot është një gjë e rrallë. Ky lloj kablli është pothuajse identik në strukturë me një kabllo televizive konvencionale. kabllo koaksiale– bërthama qendrore e bakrit ndahet nga një shtresë izolimi nga gërsheti. Ka disa dallime në karakteristikat elektrike (një kabllo TV përdor një kabllo me rezistenca e valës 75 Ohm, në rrjet - 50 Ohm).

Disavantazhet kryesore të këtij kabllo janë të ulëta shpejtësia e transmetimit të dhëna (deri në 10 Mbps), ekspozimi ndaj ndërhyrjeve të jashtme. Përveç kësaj, lidhja e kompjuterëve në rrjete të tilla ndodh paralelisht, që do të thotë se gjerësia maksimale e mundshme e brezit ndahet midis të gjithë përdoruesve. Por, krahasuar me një kabllo telefonike, me bosht të përbashkët ju lejon të lidhni kompjuterë të afërt me cilësi shumë më të mirë komunikimi dhe shpejtësi më të larta të transferimit të të dhënave.

palë e përdredhur (" palë e përdredhur") është mjeti më i zakonshëm për transferimin e të dhënave ndërmjet kompjuterëve. Në ky lloj Kablloja përdor një tel bakri të përdredhur në çifte, i cili zvogëlon sasinë e ndërhyrjes dhe ndërhyrjes, si kur transmeton një sinjal përmes vetë kabllit, ashtu edhe kur ekspozohet ndaj ndërhyrjeve të jashtme.

Ka disa kategori të këtij kabllo. Le të rendisim ato kryesore. Cat 3 - u standardizua në 1991, karakteristikat elektrike lejuan të mbështesin frekuencat e transmetimit deri në 16 MHz, u përdor për transmetimin e të dhënave dhe zërit. Kategoria më e lartë, Cat 5, u krijua posaçërisht për të mbështetur protokollet me shpejtësi të lartë. Prandaj, karakteristikat e tij elektrike shtrihen në intervalin deri në 100 MHz. Në këtë lloj kablloje funksionojnë protokollet e transferimit të të dhënave prej 10, 100, 1000 Mbps. Deri më sot, kablloja Cat5 pothuajse ka zëvendësuar Cat 3. Avantazhi kryesor i kabllove me çifte të përdredhura mbi telefonin dhe kabllot koaksiale- më lart shpejtësia e transmetimit të dhëna. Gjithashtu, përdorimi i Cat 5 në shumicën e rasteve lejon, pa ndryshuar strukturën e kabllit, të rritet performancës rrjetet (kalimi nga 10 në 100 dhe nga 100 në 1000 Mbps).

Fibër optike përdoret për të lidhur segmente të mëdha të rrjetit që janë larg njëri-tjetrit, ose në rrjete që kërkojnë një të madhe gjerësia e brezit, imuniteti ndaj zhurmës. Një kabllo optike përbëhet nga një përcjellës qendror i dritës (bërthamë) - një fibër qelqi e rrethuar nga një shtresë tjetër xhami - një mbështjellës që ka një indeks refraktiv më të ulët se bërthama. Duke u përhapur nëpër bërthamë, rrezet e dritës nuk shkojnë përtej kufijve të saj, duke u reflektuar nga shtresa mbuluese e guaskës. Rrezja e dritës zakonisht formohet nga një lazer gjysmëpërçues ose diodë. Në varësi të shpërndarjes së indeksit të thyerjes dhe nga madhësia e diametrit të bërthamës, ato dallohen.



ARTIKUJ TË LIDHUR