Протоколы взаимодействия открытых систем

введение

В пакет протоколов взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection — OSI) входит ряд стандартных протоколов, основанных на эталонной модели OSI. Эти протоколы являются частью международной программы развития протоколов передачи данныхПо компьютерным сетям и других стандартов, улучшающих функциональную > совместимость оборудования различных производителей. Программа OSI появилась в ^Ответ. на потребность в международных сетевых стандартах. OSI предназначена для улучшения обмена данными между аппаратными и программными системами с раз- |ЙЙши базовыми архитектурами.

Спецификации OSI были задуманы и реализованы двумя международными организациями по > стандартизации: международной организацией по стандартизации (International Organization for Standardization — ISO) и сектором телекоммуникационных^ стандартовмеждународного телекоммуникационного союза (International Telecommunication Union-Telecommunications Standards Sector — ITU-T). В настоящей главе представлен краткий обзор стека протоколов OSI и показано его соответствие ^йцф* эталонной Mojjen^OSI.

Сетевые протоколы OSI

На рис. 34.1 показана связь стека протоколов OSI с уровнями эталонной модели 0SI| Более подробно компоненты стека будут рассмотрены далее в настоящей главе, а протоколы маршрутизации OSI — в главе 48 "Протоколы маршрутизации OSI".

Физический и канальный уровни OSI

 Стек протоколов OSI содержит ряд стандартных протоколов доступа к среде передачи на физическом и канальном уровнях. Большое разнообразие протоколов доступа 1С-среде передачи, поддерживаемых в стеке протоколов OSI, позволяет другим стекам .. … к протоколов легко сосуществовать с OSI в одной и той же сети. Поддерживаются сле- W* .’ дующие протоколы доступа к среде передачи: IEEE 802.2 LLC, IEEE 802.3, Token " Ring/IEEE 802.5, FDDI и X.25.

Рис. 34.1. Соответствие пакета протоколов OSI уровням эталонной модели OSI

Сетевой уровень OSI

Для пакета протоколов OSI на сетевом уровне определены два протокола маршрутизации: протокол "конечная система-промежуточная система" (End System-to- Intermediate System — ES-IS) и протокол "промежуточная система-промежуточная система" (Intermediate System-to-Intermediate System — IS-IS). Кроме того, в пакете OSI реализованы два вида сетевых служб: службы, ориентированные на соединение, и службы, не требующие установки соединения.

Стандарты уровней OSI

Кроме стандартов, которые определяют протоколы и службы сетевого уровня OSI, существуют приведенные ниже стандарты, описывающие спецификации сетевого уровня OSI.

« ISO 8648. Определяет внутреннюю организацию сетевого уровня (internal organization of the network layer — IONL), согласно которой сетевой уровень делится на три подуровня, чтобы поддерживать разные типы подсетей.

e ISO 8348. Определяет адресацию сетевого уровня и описывает поддерживаемые сетевым уровнем OSI службы, ориентированные на соединение, и службы, не требующие подтверждения соединения.

в ISO TR 9575. Описывает структуру, понятия и терминологию, используемые для протоколов маршрутизации OSI.

Службы OSI, не требующие подтверждения соединения

Службы OSI, не требующие подтверждения соединения, реализуются при помощи протокола CLNP и службы CLNS. CLNP и CLNS описаны в стандарте ISO 8473.

Протокол сетевой службы, не требующий подтверждения соединения (Connectionless Network Protocol — CLNP) представляет собой протокол сетевого уровня OSI, предназначенный для передачи данных верхнего уровня по каналам, не требующим подтверждения соединения, и для регистрации ошибок. CLNP является интерфейсом между службой CLNS и верхними уровнями.

CLNS предоставляет службы сетевого уровня для транспортного уровня при помощи протокола CLNP.

В отличие от сетевой службы, работающей в режиме соединения (Connection- Mode Network Service — CMNS), служба, не требующая подтверждения соединения (Connectionless Network Service — CLNS), не устанавливает и не прерывает соединение, поскольку для каждого пакета, передающегося через сеть, маршруты определяются отдельно.

Кроме того, служба CLNS обеспечивает доставку методом наименьших затрат (best-effort), т.е. не гарантирует, что данные не будут потеряны, искажены, перепутаны или скопированы. Обнаружение и исправление ошибок службы CLNS выполняется протоколами транспортного уровня.

Службы OSI, ориентированные на соединение

Службы OSI, ориентированные на соединение, реализованы при помощи протокола CONP и службы CMNS.

Ориентированный на соединение сетевой протокол (Connection-Oriented Network Protocol — CONP) представляет собой протокол сетевого уровня OSI, предназначенный для передачи данных верхнего уровня по каналам, требующим подтверждения соединения, и для регистрации ошибок. CONP основан на протоколе пакетного уровня (Packet-Layer Protocol — PLP) Х.25 и описывается стандартом ISO 8208 "Х.25 Packet-Layer Protocol for DTE".

Протокол CONP служит интерфейсом между службой CMNS и верхними уровнями. Именно служба сетевого уровня, описанная в стандарте ISO 8878, играет роль интерфейса между транспортным уровнем и CONP.

Сетевая служба, работающая в режиме соединения (Connection-Mode Network Service — CMNS), выполняет функции, связанные с явным выбором маршрутов для обмена данными между элементами транспортного уровня. В число этих функций входят установка, поддержка и прекращение соединения. Кроме того, в отличие от CLNS, CMNS также поддерживает механизм запросов качества обслуживания (QoS).

Адресация сетевого уровня

Адресация сетевого уровня OSI реализуется при помощи двух типов иерархических

адресов: адресов точки доступа к сетевой службе и заголовков сетевых элементов.

Точка доступа к сетевой службе (Network Service Access Point — NSAP) представляет собой абстрактную точку на границе между сетевым и транспортным уровнями. NSAP является точкой, в которой транспортному уровню предоставляется доступ к сетевым службам OSI. Каждому элементу транспортного уровня выделяется одна точка NSAP и индивидуальный NSAP-адрес в объединенной сети OSI. Формат такого адреса показан на рис. 34.2.

Рис. 34.2. Каждому элементу транспортного уровня присваивается отдельный NSAP-адрес OSI

Поля NSAP-адреса

Существуют два поля NSAP-адреса: поле первоначального домена (initial domain part — IDP) и поле адреса в домене (domain-specific part — DSP).

Поле IDP делится на две части: идентификатор формата авторизации (authority format identifier — AFI) и идентификатор начального домена (initial domain identifier — IDI). AFI содержит информацию о структуре и содержании полей IDI и DSP — например, является ли длина IDI переменной и использует ли DSP десятичную или двоичиую запись. IDI определяет элемент, который может присваивать значения разделу DSP NSAP-адреса.

Поле DSP делится на четыре части сетевым администратором. Поле управления адресом предусматривает дальнейшее управление адресацией, добавляя второй идентификатор авторизации и передавая управление адресами подчиненным элементам. Поле зоны определяет зону в пределах домена и используется для маршрутизации. Поле станции определяет станцию в пределах зоны и также используется для маршрутизации. Поле селектора определяет конкретный n-селектор в пределах станции и, подобно другим полям, используется для маршрутизации. Зарезервированный п-селектор 00 определяет адрес как заголовок сетевого элемента (network entity title — NET).

NSAP-адреса конечной системы

Конечная система (End System — ES) OSI часто имеет несколько NSAP-адресов — по одному для каждого транспортного элемента. В этом случае NSAP-адреса транспортных элементов обычно различаются только последним байтом (называемым n-селектором). На рис. 34.3 показаны отношения между транспортным элементом, NSAP и сетевой службой.

Заголовок сетевого элемента (Network Entity Title — NET) используется для того, чтобы определить сетевой уровень системы, не ассоциируя эту систему с конкретным элементом транспортного уровня (как это делает NSAP-адрес). Заголовки NET полезны для адресации промежуточных систем (intermediate systems — IS), таких как маршрутизаторы, которые не выполняют функций интерфейса с транспортным уровнем. У промежуточной системы IS может быть один или несколько заголовков NET, если она присутствует в нескольких зонах или доменах.

Протоколы OSI транспортного уровня

На транспортном уровне пакет протоколов OSI реализует два типа служб: службы, ориентированные на соединение, и службы, не требующие подтверждения соединения.

Рис. 34.3. NSAP обеспечивает связь между транспортным элементом и сетевой службой

В пакет OSI входит пять протоколов транспортного уровня, ориентированных на соединение, — от транспортного протокола класса 0 до транспортного протокола класса 4. Службы, не требующие подтверждения соединения, поддерживаются только транспортным протоколом класса 4.

Транспортный протокол класса О (ТРО) — самый простой из транспортных протоколов. Он выполняет функции сегментации и повторной сборки. ТРО требует сетевой службы, ориентированной на соединение.

Транспортный протокол класса 1 (ТР1) выполняет сегментацию и повторную сборку и может устранять основные ошибки. ТР1 упорядочивает модули данных протокола (protocol data units — PDU). Если слишком много PDU не получат подтверждения получения, то протокол ТР1 передаст их повторно или переустановит соединение. ТР1 требует сетевой службы, ориентированной на соединение.

Транспортный протокол класса 2 (ТР2) выполняет сегментацию и повторную сборку, а также мультиплексирование и демультиплексирование потоков данных, проходящих по одному виртуальному каналу. ТР2 требует сетевой службы, ориентированной на соединение.

Транспортный протокол класса 3 (ТРЗ) позволяет устранять основные ошибки, выполняет сегментацию и повторную сборку, а также мультиплексирование и демультиплексирование потоков данных, проходящих по одному виртуальному каналу. ТРЗ также упорядочивает модули PDU и, если слишком много модулей PDU не получат подтверждения получения, передает их повторно или переустанавливает соединение. ТРЗ требует сетевой службы, ориентированной на соединение.

Транспортный протокол класса 4 (ТР4) позволяет устранять основные ошибки, выполняет сегментацию и повторную сборку, а также обеспечивает мультиплексирование и демультиплексирование потоков данных, проходящих по одному виртуальному каналу. ТР4 упорядочивает PDU и, если слишком много PDU не получат подтверждения о приеме, передает их повторно или переустанавливает соединение. ТР4 поддерживает надежное транспортное обслуживание и работает как со службами, ориентированными на соединение, так и со службами, не требующими подтверждения соединения. Он основан на протоколе TCP из стека протоколов Internet и является единственным классом протоколов OSI, поддерживающим сетевые службы, не требующие подтверждения соединения.

Протоколы OSI сеансового уровня

Реализация сеансового уровня пакета протоколов OSI состоит из сеансового протокола и сеансовой службы. Сеансовый протокол позволяет пользователям сеансовой службы (SS-пользователям) общаться с сеансовой службой. SS-пользователь представляет собой элемент, запрашивающий службы сеансового уровня. Такие запросы делаются в точках доступа к сеансовой службе (session-service access points — SSAP). SS-пользователи однозначно идентифицируются по SSAP-адресу. На рис. 34.4 показано взаимодействие между SS-пользователем, точкой доступа SSAP, сеансовым протоколом и сеансовой службой.

Сеансовая служба выполняет для SS-пользователей четыре основных функции. Во- первых, она устанавливает и прекращает соединения между SS-пользователями и синхронизирует обмен данными между ними. Во-вторых, она выполняет всевозможные согласования об использовании маркеров сеансового уровня, которые должны быть у SS-пользователей для того, чтобы начать обмен данными. В-третьих, она вносит в передаваемые данные точки синхронизации, что позволяет восстановить сеанс в случае ошибок или разъединения. В-четвертых, она позволяет SS-пользователям прервать сеанс и продолжить его позднее в определенной точке.

Сеансовая служба описывается в документах ISO 8306 и ITU-T Х.215, а сеансовый протокол — документами ISO 8307 и ITU-T Х.225. Версия сеансового протокола, не требующая подтверждения соединения, определена стандартом ISO 9548.

Протоколы OSI уровня представления

Реализация уровня представлений пакета протоколов OSI состоит из протокола представлений и службы представлений. Протокол представлений позволяет пользователям службы представлений (PS-пользователям) обмениваться данными со службой представлений.

PS-пользовательпредставляет собой элемент, запрашивающий службы уровня представлений. Такие запросы делаются в точках доступа к службе представлений (presentation-service access points — PSAP). PS-пользователи однозначно идентифицируются по PSAP-адресам.

Рис. 34.4. Функции сеансового уровня обслуживают функции уровня представления через точки доступа SSAP

Служба представлений согласовывает синтаксическое преобразование данных и преобразует данные в синтаксические форматы PS-пользователей. Служба представлений используется двумя PS-пользователями для выбора используемого синтаксического преобразования. Затем элементы службы представления преобразуют данные, поступающие от PS-пользователя, в формат переноса.

Служба представления OSI определена документами ISO 8822 и ITU-T Х.216, а протокол OSI уровня представления — документами ISO 8823 и ITU-T Х.226. Версия протокола представлений, не требующая подтверждения соединения, определена стандартом ISO 9576.

Литература:

Руководство по технологиям объединенных сетей, 4-е издание. : Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. — 1040 с.: ил. – Парал. тит. англ.

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100