osi 모델의 물리적 계층의 기능. OSI 네트워크 모델에 따라 네트워크 장치가 작동하는 방식

오늘의 기사에서는 기본으로 돌아가서 이야기하고 싶습니다. OSI 개방형 시스템 상호 연결 모델. 이 자료는 초보 시스템 관리자와 컴퓨터 네트워크 구축에 관심이 있는 모든 사람들에게 유용할 것입니다.

데이터 전송 매체에서 장비에 이르기까지 네트워크의 모든 구성 요소는 소위 규정에 설명된 일련의 규칙에 따라 기능하고 서로 상호 작용합니다. 개방형 시스템 상호 작용 모델.

개방형 시스템 상호 작용 모델 OSI(Open System Interconnection)은 국제 표준 기구 ISO(International Standards Organization)에서 개발했습니다.

OSI 모델에 따르면 소스에서 목적지로 전송되는 데이터는 일곱 단계 . 각 수준에서 특정 작업이 수행되어 궁극적으로 최종 목적지로의 데이터 전달을 보장할 뿐만 아니라 이를 위해 사용되는 수단과 독립적으로 데이터를 전송합니다. 따라서 토폴로지가 다른 네트워크와 네트워크 장비 간에 호환성이 달성됩니다.

모든 네트워크 시설을 계층으로 나누면 개발 및 사용이 간소화됩니다. 레벨이 높을수록 해결하는 작업이 더 어려워집니다. OSI 모델의 처음 세 계층( 물리적, 채널, 네트워크) 네트워크 및 사용되는 네트워크 장비와 밀접하게 관련되어 있습니다. 마지막 세 단계 세션, 프레젠테이션 레이어, 애플리케이션) 운영 체제 및 응용 프로그램을 통해 구현됩니다. 수송층두 그룹 사이의 중개자 역할을 합니다.

네트워크를 통해 전송되기 전에 데이터가 분할됩니다. 패키지 , 즉. 수신 및 전송 장치가 이해할 수 있도록 특정 방식으로 구성된 정보 조각. 데이터를 보낼 때 패킷은 응용 계층에서 물리적 계층에 이르기까지 OSI 모델의 모든 수준을 통해 순차적으로 처리됩니다. 각 계층에서 해당 계층의 제어 정보( 패킷 헤더 ), 네트워크를 통해 데이터를 성공적으로 전송하는 데 필요합니다.

결과적으로 이 네트워크 메시지는 수신한 컴퓨터에서 "먹을 수 있는" 다층 샌드위치와 유사해지기 시작합니다. 이렇게 하려면 네트워크 컴퓨터 간의 데이터 교환에 대한 특정 규칙을 준수해야 합니다. 그러한 규칙을 프로토콜 .

수신 측에서 패킷은 물리적인 것부터 시작하여 애플리케이션으로 끝나는 역순으로 OSI 모델의 모든 수준에 의해 처리됩니다. 각 계층에서 해당 수단은 해당 계층의 프로토콜에 따라 패킷의 정보를 읽고 전송 측에서 동일한 수준의 패킷에 추가한 정보를 제거하고 다음 계층을 통해 패킷을 전송합니다. . 패킷이 애플리케이션 계층에 도달하면 패킷에서 모든 제어 정보가 제거되고 데이터는 원래 형식으로 돌아갑니다.

이제 OSI 모델의 각 계층의 작동을 더 자세히 살펴보겠습니다.

물리적 계층 - 가장 낮은 것은 정보가 전송되는 직접 통신 채널입니다. 그는 데이터 전송 매체의 특성을 고려하여 통신 조직에 참여합니다. 따라서 신호의 레벨 및 주파수, 간섭의 존재, 신호 감쇠 수준, 채널 저항 등 데이터 전송 매체에 대한 모든 정보가 포함됩니다. 또한 정보의 흐름을 전송하고 기존 코딩 방법에 따라 변환하는 책임이 있습니다. 물리 계층의 작업은 초기에 네트워크 장비에 할당됩니다.
유선 및 무선 네트워크. 첫 번째 경우에는 케이블이 물리적 매체로 사용되며 두 번째 경우에는 전파나 적외선과 같은 모든 종류의 무선 통신이 사용됩니다.

링크 레이어 가장 어려운 작업을 수행합니다 - 물리 계층 알고리즘을 사용하여 보장된 데이터 전송을 제공하고 수신된 데이터의 정확성을 확인합니다.

데이터 전송을 시작하기 전에 데이터 전송 채널의 가용성이 결정됩니다. 정보는 이라는 블록으로 전송됩니다. 인원 , 또는 프레임 . 이러한 각 프레임에는 블록의 끝과 시작에 일련의 비트가 제공되며 체크섬도 추가됩니다. 이러한 블록이 링크 계층에서 수신되면 수신자는 블록의 무결성을 확인하고 수신된 체크섬을 구성에 포함된 체크섬과 비교해야 합니다. 일치하면 데이터가 유효한 것으로 간주되고, 그렇지 않으면 오류가 수정되고 재전송이 필요합니다. 어쨌든 신호는 작업 결과와 함께 발신자에게 보내지며 이는 각 프레임에서 발생합니다. 따라서 링크 계층의 두 번째 중요한 작업은 데이터의 정확성을 확인하는 것입니다.

링크 계층은 하드웨어(예: 스위치 사용)와 소프트웨어(예: 네트워크 어댑터 드라이버) 모두에서 구현될 수 있습니다.

네트워크 계층 패킷의 최적 경로를 미리 결정하여 데이터 전송 작업을 수행하는 데 필요합니다. 네트워크는 토폴로지가 다른 세그먼트로 구성될 수 있으므로 네트워크 계층의 주요 작업은 최단 경로를 결정하는 동시에 네트워크 장치의 논리적 주소와 이름을 물리적 표현으로 변환하는 것입니다. 이 과정을 라우팅 그리고 그 중요성은 거의 과대평가될 수 없습니다. 네트워크에서 다양한 종류의 "혼잡"이 발생하여 지속적으로 업데이트되는 라우팅 방식을 통해 가능한 한 빨리 최대 속도로 데이터 전송이 수행됩니다.

수송층 정보의 손실, 부정확성 또는 중복을 제거하는 안정적인 데이터 전송을 구성하는 데 사용됩니다. 동시에 데이터를 송수신할 때 올바른 순서의 준수를 제어하여 정보의 무결성을 유지하기 위해 더 작은 패키지로 나누거나 더 큰 패키지로 결합합니다.

세션 계층 전체 데이터 양의 전송을 완료하는 데 필요한 시간 동안 통신 세션을 생성, 유지 및 유지 관리하는 책임이 있습니다. 또한 패킷의 전송 및 무결성을 확인하여 패킷 전송을 동기화합니다. 데이터 전송 중에 특수 체크포인트가 생성됩니다. 송수신이 실패하면 가장 가까운 체크포인트에서 누락된 패킷을 다시 보내므로 전체 데이터 양이 가능한 한 빨리 전송되어 일반적으로 좋은 속도를 제공합니다.

프레젠테이션 레이어 (또는, 임원급 )는 중간이며, 주요 임무는 데이터를 네트워크를 통해 전송하기 위한 형식에서 상위 수준에서 이해할 수 있는 형식으로 또는 그 반대로 변환하는 것입니다. 또한 그는 데이터를 단일 형식으로 가져올 책임이 있습니다. 정보가 서로 다른 데이터 형식을 가진 완전히 다른 두 네트워크 간에 전송될 때 정보를 처리하기 전에 수신자가 이해할 수 있는 형식으로 가져와야 합니다. 그리고 보낸 사람. 이 수준에서 암호화 및 데이터 압축 알고리즘이 적용됩니다.

애플리케이션 레이어 - OSI 모델에서 마지막이자 가장 높은 모델. 사용자와의 네트워크 통신을 담당합니다. 모든 수준에서 네트워크 서비스의 정보가 필요한 응용 프로그램입니다. 이를 통해 데이터 전송 중에 발생한 모든 것과 데이터 전송 중에 발생한 오류에 대한 정보를 찾을 수 있습니다. 또한 이 계층은 데이터베이스, 메일 클라이언트, 파일 다운로드 관리자 등 네트워크 액세스를 통해 수행되는 모든 외부 프로세스의 작동을 보장합니다.

인터넷에서 무명의 작가가 제시한 사진을 찾았습니다. OSI 네트워크 모델버거의 형태로. 굉장히 기억에 남는 이미지인 것 같아요. 어떤 상황에서(예: 면접에서) 갑자기 OSI 모델의 7개 계층을 모두 메모리에서 올바른 순서로 나열해야 하는 경우 이 그림을 기억하면 도움이 될 것입니다. 편의를 위해 레벨 이름을 영어에서 러시아어로 번역했습니다. 오늘은 여기까지입니다. 다음 글에서는 주제를 계속해서 이야기하겠습니다.

OSI 참조 모델은 ISO(International Standards Organization)에서 만든 7단계 네트워크 계층 구조입니다. 그림 1에 제시된 모델은 2 다양한 모델:

서로 다른 시스템에서 프로세스와 소프트웨어의 상호 작용을 구현하는 수평적 프로토콜 기반 모델
동일한 시스템에서 서로 이웃하는 계층에 의해 구현된 서비스를 기반으로 하는 수직 모델

수직에서 인접 레벨은 API를 사용하여 정보를 변경합니다. 수평적 모델은 동일한 수준에서 정보를 교환하기 위한 공통 프로토콜이 필요합니다.

그림 1

OSI 모델은 OS, 소프트웨어 등에 의해 구현된 시스템 상호 작용 방법만을 설명합니다. 모델에는 최종 사용자 상호 작용 방법이 포함되어 있지 않습니다. 이상적으로는 응용 프로그램이 OSI 모델의 상위 계층에 액세스해야 하지만 실제로 많은 프로토콜과 프로그램에는 하위 계층에 액세스하는 방법이 있습니다.

물리적 계층

물리적 수준에서 데이터는 바이너리 스트림의 1과 0에 해당하는 전기적 또는 광학적 신호로 표현됩니다. 전송 매체 매개변수는 물리 계층에서 정의됩니다.

커넥터 및 케이블 유형
커넥터의 핀 할당
신호 코딩 방식 0 및 1

이 수준에서 가장 일반적인 사양 유형은 다음과 같습니다.

- 불균형 직렬 인터페이스 매개변수
— 균형 잡힌 직렬 인터페이스 매개변수
IEEE 802.3 -
IEEE 802.5 -

물리적 수준에서는 데이터가 비트 형태로 표현되기 때문에 데이터의 의미를 깊이 파고들 수 없습니다.

링크 레이어

이 채널은 데이터 프레임의 전송 및 수신을 구현합니다. 계층은 네트워크 계층 요청을 구현하고 물리 계층을 사용하여 수신 및 전송합니다. IEEE 802.x 사양은 이 계층을 논리 링크 제어(LLC)와 매체 액세스 제어(MAC)의 두 하위 계층으로 나눕니다. 이 수준에서 가장 일반적인 프로토콜은 다음과 같습니다.

IEEE 802.2 LLC 및 MAC
이더넷
토큰 링

또한 이 수준에서 전송 오류의 감지 및 수정이 구현됩니다. 링크 계층에서 패킷은 프레임의 데이터 필드인 캡슐화에 배치됩니다. 로 오류 감지가 가능합니다. 다른 방법. 예를 들어 고정 프레임 경계 또는 체크섬의 구현입니다.

네트워크 계층

이 수준에서 네트워크 사용자는 그룹으로 나뉩니다. MAC 주소를 기반으로 패킷 라우팅을 구현합니다. 네트워크 계층은 전송 계층으로의 투명한 패킷 전송을 구현합니다. 이 수준에서 서로 다른 기술의 네트워크 경계가 지워집니다. 이 수준에서 일하십시오. 네트워크 계층의 예가 그림 2에 나와 있습니다. 가장 일반적인 프로토콜:

그리기 - 2

수송층

이 수준에서 정보 흐름은 네트워크 수준에서 전송하기 위해 패킷으로 나뉩니다. 이 계층의 가장 일반적인 프로토콜은 다음과 같습니다.

TCP - 전송 제어 프로토콜

세션 계층

이 수준에서 터미널 머신 간의 정보 교환 세션 구성이 발생합니다. 이 수준에서 활성 측이 결정되고 세션 동기화가 구현됩니다. 실제로 다른 많은 계층 프로토콜에는 세션 계층 기능이 포함됩니다.

프레젠테이션 레이어

이 수준에서 데이터는 서로 다른 운영 체제의 소프트웨어 간에 교환됩니다. 이 수준에서 정보 흐름을 전송 수준으로 전달하기 위해 정보 변환(압축 등)이 구현됩니다. 계층 프로토콜과 OSI 모델의 상위 계층을 사용하는 프로토콜이 사용됩니다.

애플리케이션 레이어

응용 프로그램 계층은 네트워크에 대한 응용 프로그램의 액세스를 구현합니다. 계층은 파일 전송 및 네트워크 관리를 관리합니다. 사용된 프로토콜:

FTP/TFTP - 파일 전송 프로토콜
X 400 - 이메일
텔넷
CMIP - 정보 관리
SNMP - 네트워크 관리
NFS - 네트워크 파일 시스템
FTAM - 파일 전송 접근 방식

이기종 장치 및 소프트웨어가 있는 네트워크의 데이터를 통합적으로 표현하기 위해 ISO 표준을 위한 국제 기구(International Standardization Organization)는 개방형 시스템 OSI(Open System Interconnection)의 통신을 위한 기본 모델을 개발했습니다. 이 모델은 통신 세션을 구성할 때 다양한 네트워크 환경에서 데이터를 전송하기 위한 규칙과 절차를 설명합니다. 모델의 주요 요소는 계층, 응용 프로세스 및 물리적 연결 수단입니다. 무화과에. 1.10은 기본 모델의 구조를 보여준다.

OSI 모델의 각 계층은 네트워크를 통해 데이터를 전송하는 과정에서 특정 작업을 수행합니다. 기본 모델은 네트워크 프로토콜 개발의 기초입니다. OSI는 네트워크의 통신 기능을 7개의 계층으로 나눕니다. 각 계층은 개방형 시스템 상호 운용성 프로세스의 다른 부분을 담당합니다.

OSI 모델은 최종 사용자 애플리케이션이 아닌 시스템 전체의 상호 작용 수단만을 설명합니다. 응용 프로그램은 시스템 시설에 액세스하여 자체 통신 프로토콜을 구현합니다.

쌀. 1.10. OSI 모델

응용 프로그램이 OSI 모델의 일부 상위 계층 기능을 인수할 수 있는 경우 통신을 위해 OSI 모델의 나머지 하위 계층 기능을 수행하는 시스템 도구에 직접 액세스합니다.

OSI 모델의 레이어 상호 작용

OSI 모델은 그림 1과 같이 두 가지 다른 모델로 나눌 수 있습니다. 1.11:

서로 다른 기계에서 프로그램과 프로세스의 상호 작용을 위한 메커니즘을 제공하는 프로토콜을 기반으로 하는 수평적 모델.

동일한 시스템에서 인접 계층이 서로 제공하는 서비스를 기반으로 하는 수직 모델입니다.

보내는 컴퓨터의 각 계층은 마치 직접 연결된 것처럼 받는 컴퓨터의 동일한 계층과 상호 작용합니다. 이러한 연결을 논리적 또는 가상 연결이라고 합니다. 실제로 상호 작용은 한 컴퓨터의 인접한 수준 간에 수행됩니다.

따라서 보내는 컴퓨터의 정보는 모든 수준을 통과해야 합니다. 그런 다음 물리적 매체를 통해 수신 컴퓨터로 전송되고 전송 컴퓨터에서 전송된 동일한 수준에 도달할 때까지 모든 계층을 다시 통과합니다.

수평 모델에서 두 프로그램은 데이터를 교환하기 위해 공통 프로토콜이 필요합니다. 수직 모델에서 인접 계층은 API(응용 프로그래밍 인터페이스)를 사용하여 통신합니다.

쌀. 1.11. 기본 OSI 참조 모델의 컴퓨터 상호 작용 다이어그램

네트워크에 공급되기 전에 데이터는 패킷으로 나뉩니다. 패킷은 네트워크 상의 스테이션 간에 전송되는 정보의 단위입니다.

데이터를 보낼 때 패킷은 소프트웨어의 모든 계층을 순차적으로 통과합니다. 각 레벨에서 이 레벨(헤더)의 제어 정보가 패킷에 추가되며, 이는 그림 3과 같이 네트워크를 통한 성공적인 데이터 전송에 필요합니다. 1.12에서 Zag는 패킷 헤더이고 End는 패킷의 끝입니다.

수신 측에서 패킷은 역순으로 모든 계층을 통과합니다. 각 계층에서 해당 계층의 프로토콜은 패킷의 정보를 읽고 보낸 사람이 같은 계층의 패킷에 추가한 정보를 제거하고 패킷을 다음 계층으로 전달합니다. 패킷이 애플리케이션 계층에 도달하면 모든 제어 정보가 패킷에서 제거되고 데이터는 원래 형식으로 돌아갑니다.

쌀. 1.12. 7레벨 모델의 각 레벨 패키지 구성

모델의 각 수준에는 고유한 기능이 있습니다. 레벨이 높을수록 해결하는 작업이 더 어려워집니다.

OSI 모델의 개별 계층을 특정 기능을 수행하도록 설계된 프로그램 그룹으로 생각하는 것이 편리합니다. 예를 들어, 한 계층은 ASCII에서 EBCDIC로의 데이터 변환을 제공하고 이 작업을 수행하는 데 필요한 프로그램을 포함합니다.

각 계층은 상위 계층에 서비스를 제공하고 차례로 하위 계층에 서비스를 요청합니다. 상위 계층은 거의 동일한 방식으로 서비스를 요청합니다. 일반적으로 일부 데이터를 한 네트워크에서 다른 네트워크로 라우팅해야 합니다. 데이터 주소 지정 원칙의 실제 구현은 하위 수준에 할당됩니다. 무화과에. 1.13은 모든 수준의 기능에 대한 간략한 설명을 제공합니다.

쌀. 1.13. OSI 모델 계층의 기능

고려된 모델은 개방형 시스템의 상호 작용을 결정합니다. 다른 제조업체같은 네트워크에서. 따라서 다음 사항에 대한 조정 작업을 수행합니다.

적용된 프로세스의 상호 작용;

데이터 프레젠테이션 양식;

균일한 데이터 저장

네트워크 자원 관리;

데이터 보안 및 정보 보호

프로그램 및 하드웨어 진단.

애플리케이션 레이어

응용 프로그램 계층은 응용 프로그램 프로세스에 상호 작용 영역에 대한 액세스 권한을 제공하며 상위(7번째) 수준이며 응용 프로그램 프로세스에 직접 인접합니다.

실제로 응용 프로그램 계층은 네트워크 사용자가 파일, 프린터 또는 하이퍼텍스트 웹 페이지와 같은 공유 리소스에 액세스하고 예를 들어 이메일 프로토콜을 사용하여 공동 작업을 구성하는 데 사용하는 다양한 프로토콜 집합입니다. 특수 응용 프로그램 서비스 요소는 파일 전송 및 터미널 에뮬레이션 프로그램과 같은 특정 응용 프로그램에 대한 서비스를 제공합니다. 예를 들어 프로그램에서 파일을 보내야 하는 경우 FTAM(파일 전송, 액세스 및 관리) 파일 전송 프로토콜이 사용됩니다. OSI 모델에서 특정 작업(예: 컴퓨터의 데이터베이스 업데이트)을 수행해야 하는 응용 프로그램은 데이터그램 형식의 특정 데이터를 응용 프로그램 계층에 보냅니다. 이 계층의 주요 작업 중 하나는 응용 프로그램 요청을 처리하는 방법, 즉 요청의 형식을 결정하는 것입니다.

애플리케이션 계층이 작동하는 데이터 단위를 일반적으로 메시지라고 합니다.

애플리케이션 계층은 다음 기능을 수행합니다.

1. 다양한 업무 수행.

파일 전송;

작업 관리;

시스템 관리 등

2. 비밀번호, 주소, 전자서명에 의한 이용자 식별

3. 기능하는 가입자의 결정과 새로운 신청 절차에 대한 접근 가능성;

4. 가용 자원의 충분 여부 결정

5. 다른 신청 프로세스와의 연결 요청의 구성

6. 필요한 정보 기재 방법에 대한 대표급으로의 이관

7. 계획된 프로세스 대화를 위한 절차 선택

8. 응용 프로세스 간의 데이터 교환 관리 및 응용 프로세스 간의 상호 작용 동기화

9. 서비스 품질 결정(데이터 블록의 전달 시간, 허용 가능한 오류율)

10. 오류정정 및 자료의 신뢰성 판단에 관한 합의

11. 구문(문자 집합, 데이터 구조)에 부과된 제한 조정.

이러한 기능은 응용 프로그램 계층이 응용 프로그램 프로세스에 제공하는 서비스의 종류를 정의합니다. 또한 응용 계층은 물리 계층, 링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 세션 계층, 프레젠테이션 계층에서 제공하는 서비스를 응용 프로세스로 전달합니다.

애플리케이션 수준에서는 이미 처리된 정보를 사용자에게 제공해야 합니다. 이것은 시스템 및 사용자 소프트웨어에 의해 처리될 수 있습니다.

애플리케이션 계층은 네트워크에 대한 애플리케이션 액세스를 담당합니다. 이 수준의 작업은 파일 전송, 메일 교환 및 네트워크 관리입니다.

가장 일반적인 상위 3개 계층 프로토콜은 다음과 같습니다.

FTP(파일 전송 프로토콜) 파일 전송 프로토콜;

TFTP(Trivial File Transfer Protocol)는 가장 간단한 파일 전송 프로토콜입니다.

X.400 이메일;

원격 터미널과의 Telnet 작업;

SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)는 단순 메일 교환 프로토콜입니다.

CMIP(Common Management Information Protocol) 공통 정보 관리 프로토콜;

SLIP(직렬 회선 IP) 직렬 회선용 IP입니다. 직렬 문자별 데이터 전송을 위한 프로토콜.

SNMP(단순 네트워크 관리 프로토콜) 단순 네트워크 관리 프로토콜.

FTAM(파일 전송, 액세스 및 관리)은 파일을 전송, 액세스 및 관리하기 위한 프로토콜입니다.

프레젠테이션 레이어

이 레벨의 기능은 애플리케이션 프로세스 간에 전송되는 데이터를 원하는 형식으로 표시하는 것입니다.

이 계층은 응용 프로그램 계층에서 전달된 정보가 다른 시스템의 응용 프로그램 계층에서 이해되도록 합니다. 필요한 경우 정보 전송 시의 프레젠테이션 계층에서 데이터 형식을 일부 공통 프레젠테이션 형식으로 변환하고 수신 시 각각 역변환을 수행합니다. 따라서 애플리케이션 계층은 예를 들어 데이터 표현의 구문적 차이를 극복할 수 있습니다. 이 상황은 데이터를 교환해야 하는 다른 유형의 컴퓨터(IBM PC 및 Macintosh)가 있는 LAN에서 발생할 수 있습니다. 따라서 데이터베이스 분야에서 정보는 문자와 숫자의 형태로 표현되어야 하며, 종종 그래픽 이미지의 형태로 표현되어야 합니다. 예를 들어 이 데이터를 부동 소수점 숫자로 처리해야 합니다.

공통 데이터 표현은 모델의 모든 수준에 공통인 ASN.1 시스템을 기반으로 합니다. 이 시스템은 파일의 구조를 설명하는 역할을 하며 데이터 암호화 문제도 해결합니다. 이 수준에서 데이터 암호화 및 암호 해독을 수행할 수 있으므로 모든 응용 프로그램 서비스에 대해 즉시 데이터 교환의 비밀이 보장됩니다. 이러한 프로토콜의 예로는 TCP/IP 스택의 응용 프로그램 계층 프로토콜에 대한 보안 메시징을 제공하는 SSL(Secure Socket Layer) 프로토콜이 있습니다. 이 계층은 응용 계층의 데이터 변환(코딩, 압축 등)을 전송 계층에 대한 정보 스트림으로 제공합니다.

대표 계층은 다음과 같은 주요 기능을 수행합니다.

1. 애플리케이션 프로세스 간의 상호 작용 세션을 설정하기 위한 요청 생성.

2. 애플리케이션 프로세스 간의 데이터 표시 조정.

3. 데이터 프레젠테이션 양식의 구현.

4. 그래픽 자료(도면, 도면, 도표)의 프레젠테이션.

5. 데이터 분류.

6. 세션 종료 요청 보내기.

프레젠테이션 계층 프로토콜은 일반적으로 모델의 상위 3개 계층 프로토콜의 일부입니다.

세션 계층

세션 계층은 사용자 또는 응용 프로세스 간에 세션을 수행하는 절차를 정의하는 계층입니다.

세션 계층은 현재 활성 상태인 쪽을 추적하기 위한 대화 제어를 제공하고 동기화 수단도 제공합니다. 후자를 사용하면 긴 전송에 체크포인트를 삽입하여 실패 시 마지막 전송으로 돌아갈 수 있습니다. 검문소처음부터 다시 시작하는 대신. 실제로 세션 계층을 사용하는 응용 프로그램은 거의 없으며 거의 구현되지 않습니다.

세션 계층은 응용 프로세스 간의 정보 전송을 제어하고 하나의 통신 세션의 수신, 전송 및 발행을 조정합니다. 또한 세션 계층은 하위 계층의 오류로 인해 실패한 전송 세션에서 암호 관리, 대화 제어, 동기화 및 통신 취소 기능을 추가로 포함합니다. 이 계층의 기능은 서로 다른 워크스테이션에서 실행되는 두 응용 프로그램 간의 통신을 조정하는 것입니다. 그것은 잘 구성된 대화의 형태로 제공됩니다. 이러한 기능에는 세션 생성, 세션 중 메시지 패킷 송수신 관리, 세션 종료가 포함됩니다.

세션 수준에서 두 애플리케이션 프로세스 간의 전송이 결정됩니다.

반이중(프로세스는 차례로 데이터를 보내고 받습니다);

이중(프로세스는 데이터를 보내고 동시에 수신).

반이중 모드에서 세션 계층은 전송을 시작하는 프로세스에 데이터 토큰을 발행합니다. 두 번째 프로세스가 응답할 시간이 되면 데이터 토큰이 전달됩니다. 세션 계층은 데이터 토큰을 소유한 당사자에게만 전송을 허용합니다.

세션 계층은 다음 기능을 제공합니다.

1. 상호 작용하는 시스템 간의 연결 세션 수준에서 설정 및 완료.

2. 신청 프로세스 간의 정상적이고 긴급한 데이터 교환을 수행합니다.

3. 적용된 프로세스의 상호 작용 관리.

4. 세션 연결 동기화.

5. 예외적인 상황에 대한 신청 절차의 통지.

6. 적용 프로세스에서 레이블 설정, 실패 또는 오류 후 가장 가까운 레이블에서 실행을 복원할 수 있습니다.

7. 필요한 경우 신청절차의 중단 및 정확한 재개

8. 데이터 손실 없이 세션 종료.

9. 세션 진행 상황에 대한 특별 메시지 전송.

세션 계층은 최종 머신 간의 데이터 교환 세션을 구성하는 역할을 합니다. 세션 계층 프로토콜은 일반적으로 모델의 상위 3개 계층 프로토콜의 구성 요소입니다.

전송 레이어

전송 계층은 통신 네트워크를 통해 패킷을 전송하도록 설계되었습니다. 전송 계층에서 패킷은 블록으로 나뉩니다.

보낸 사람에서 받는 사람에게 가는 도중에 패킷이 손상되거나 손실될 수 있습니다. 일부 응용 프로그램에는 자체 오류 처리 기능이 있지만 안정적인 연결을 즉시 처리하는 것을 선호하는 응용 프로그램도 있습니다. 전송 계층의 역할은 애플리케이션 또는 모델의 상위 계층(애플리케이션 및 세션)이 필요한 수준의 신뢰성으로 데이터를 전송하도록 하는 것입니다. OSI 모델은 전송 계층에서 제공하는 5가지 서비스 클래스를 정의합니다. 이러한 유형의 서비스는 제공되는 서비스의 품질에 따라 구별됩니다. 긴급성, 중단된 연결을 복원하는 기능, 공통 전송 프로토콜을 통해 서로 다른 애플리케이션 프로토콜 간의 다중 연결을 위한 다중화 기능의 가용성, 그리고 가장 중요한 것은 다음을 감지하는 기능입니다. 패킷의 왜곡, 손실 및 복제와 같은 전송 오류를 수정합니다.

전송 계층은 네트워크에서 물리적 장치(시스템, 해당 부품)의 주소 지정을 결정합니다. 이 계층은 수신자에게 정보 블록의 전달을 보장하고 이 전달을 관리합니다. 주요 임무는 시스템 간에 효율적이고 신뢰할 수 있는 정보 전송을 제공하는 것입니다. 둘 이상의 패킷이 처리 중인 경우 전송 계층은 패킷이 통과하는 순서를 제어합니다. 이전에 수신한 메시지의 복제본이 통과하면 이 계층은 이를 인식하고 메시지를 무시합니다.

전송 계층의 기능은 다음과 같습니다.

1. 네트워크 전송 제어 및 데이터 블록의 무결성 보장.

2. 오류 감지, 부분 제거 및 수정되지 않은 오류 보고.

3. 장애 및 오작동 후 전송 복구.

4. 데이터 블록의 통합 또는 분할.

5. 블록 이전 시 우선순위 부여(정상 또는 긴급).

6. 전송 확인.

7. 네트워크 교착 상태에서 블록 제거.

전송 계층에서 시작하여 모든 상위 프로토콜은 일반적으로 네트워크 운영 체제에 포함된 소프트웨어로 구현됩니다.

가장 일반적인 전송 계층 프로토콜은 다음과 같습니다.

TCP(전송 제어 프로토콜) TCP/IP 스택 전송 제어 프로토콜.

UDP(사용자 데이터그램 프로토콜)는 TCP/IP 스택의 사용자 데이터그램 프로토콜입니다.

NetWare 네트워크용 NCP(NetWare Core Protocol) 기본 프로토콜.

SPX(Sequenced Packet eXchange) Novell Stack Sequenced Packet Exchange;

TP4(전송 프로토콜) - 클래스 4 전송 프로토콜.

네트워크 계층

네트워크 계층은 통신 네트워크를 통해 가입자와 관리 시스템을 연결하는 채널을 제공하여 가장 빠르고 신뢰할 수 있는 경로를 선택합니다.

네트워크 계층은 두 시스템 간의 컴퓨터 네트워크에서 통신을 설정하고 두 시스템 사이에 가상 채널을 제공합니다. 가상 또는 논리 채널은 상호 작용하는 구성 요소 사이에 필요한 경로를 배치하는 환상을 만드는 네트워크 구성 요소의 기능입니다. 또한 네트워크 계층은 발생하는 오류에 대해 전송 계층에 알립니다. 네트워크 계층 메시지는 일반적으로 패킷이라고 합니다. 여기에는 데이터 조각이 포함되어 있습니다. 네트워크 계층은 주소 지정 및 전달을 담당합니다.

데이터 전송을 위한 최적의 경로를 설정하는 것을 라우팅이라고 하며 그 솔루션이 네트워크 계층의 주요 작업입니다. 이 문제는 최단 경로가 항상 최선은 아니라는 사실로 인해 더욱 복잡해집니다. 종종 경로를 선택하는 기준은 이 경로를 따라 데이터를 전송하는 시간입니다. 시간이 지남에 따라 변할 수 있는 통신 채널의 대역폭과 트래픽 강도에 따라 다릅니다. 일부 라우팅 알고리즘은 부하 변경에 적응하려고 하는 반면, 다른 라우팅 알고리즘은 장기 평균을 기반으로 결정을 내립니다. 경로 선택은 전송 신뢰성과 같은 다른 기준을 기반으로 할 수도 있습니다.

링크 계층 프로토콜은 적절한 일반적인 토폴로지가 있는 네트워크의 모든 노드 간에 데이터 전달을 제공합니다. 이것은 여러 엔터프라이즈 네트워크를 하나로 결합하는 네트워크와 같이 개발된 구조로 네트워크를 구축할 수 없도록 하는 매우 엄격한 제한 사항입니다. 단일 네트워크, 또는 노드 간에 중복 링크가 있는 매우 안정적인 네트워크입니다.

따라서 네트워크 내에서 데이터 전달은 링크 계층에 의해 규제되지만 네트워크 간의 데이터 전달은 네트워크 계층에서 처리됩니다. 네트워크 수준에서 패킷 전달을 구성할 때 네트워크 번호 개념이 사용됩니다. 이 경우 받는 사람의 주소는 네트워크 번호와 해당 네트워크의 컴퓨터 번호로 구성됩니다.

네트워크는 라우터라는 특수 장치에 의해 상호 연결됩니다. 라우터는 상호 연결 토폴로지에 대한 정보를 수집하고 이를 기반으로 네트워크 계층 패킷을 대상 네트워크로 전달하는 장치입니다. 한 네트워크에 있는 발신자로부터 다른 네트워크에 있는 수신자에게 메시지를 전송하려면 적절한 경로를 선택할 때마다 네트워크 간에 일정한 수의 전송 전송(홉)을 수행해야 합니다. 따라서 경로는 패킷이 통과하는 일련의 라우터입니다.

네트워크 계층은 MAC 주소를 네트워크 주소로 변환하여 사용자를 그룹으로 나누고 패킷을 라우팅하는 역할을 합니다. 네트워크 계층은 또한 전송 계층으로 패킷을 투명하게 전송합니다.

네트워크 계층은 다음 기능을 수행합니다.

1. 네트워크 연결 생성 및 포트 식별.

2. 통신망을 통한 전송과정에서 발생하는 오류의 탐지 및 정정

3. 패킷 흐름 제어.

4. 패키지 시퀀스의 구성(순서).

5. 라우팅 및 스위칭.

6. 패키지의 분할 및 통합.

네트워크 계층은 두 가지 종류의 프로토콜을 정의합니다. 첫 번째 유형은 노드에서 라우터로, 라우터 간에 종단 노드의 데이터가 포함된 패킷 전송에 대한 규칙의 정의를 나타냅니다. 네트워크 계층 프로토콜에 대해 이야기할 때 일반적으로 참조되는 것은 이러한 프로토콜입니다. 그러나 라우팅 정보 교환 프로토콜이라고 하는 또 다른 유형의 프로토콜을 종종 네트워크 계층이라고 합니다. 라우터는 이러한 프로토콜을 사용하여 상호 연결 토폴로지에 대한 정보를 수집합니다.

네트워크 계층 프로토콜은 운영 체제의 소프트웨어 모듈과 라우터의 소프트웨어 및 하드웨어에 의해 구현됩니다.

네트워크 계층에서 가장 일반적으로 사용되는 프로토콜은 다음과 같습니다.

IP(인터넷 프로토콜) 주소 및 라우팅 정보를 제공하는 TCP/IP 스택의 네트워크 프로토콜인 인터넷 프로토콜.

IPX(Internetwork Packet Exchange)는 Novell 네트워크에서 패킷의 주소를 지정하고 라우팅하도록 설계된 인터넷 패킷 교환 프로토콜입니다.

글로벌 패킷 교환 통신을 위한 X.25 국제 표준(이 프로토콜은 레이어 2에서 부분적으로 구현됨);

CLNP(Connection Less Network Protocol)는 연결을 구성하지 않는 네트워크 프로토콜입니다.

링크 레이어(데이터 링크)

링크 레이어의 정보 단위는 프레임(frame)이다. 프레임은 데이터를 배치할 수 있는 논리적으로 구성된 구조입니다. 링크 계층의 임무는 네트워크 계층에서 물리 계층으로 프레임을 전송하는 것입니다.

물리 계층에서 비트는 단순히 전송됩니다. 이것은 통신 회선이 상호 작용하는 여러 컴퓨터 쌍에 의해 교대로 사용되는 일부 네트워크에서 물리적 전송 매체가 사용 중일 수 있다는 점을 고려하지 않습니다. 따라서 링크 계층의 작업 중 하나는 전송 매체의 가용성을 확인하는 것입니다. 링크 계층의 또 다른 작업은 오류 감지 및 수정 메커니즘을 구현하는 것입니다.

링크 계층은 각 프레임의 시작과 끝에 특별한 비트 시퀀스를 배치하여 각 프레임이 올바르게 전송되도록 하고, 프레임의 모든 바이트를 특정 방식으로 합산하고 체크섬을 추가하여 체크섬을 계산합니다. 프레임. 프레임이 도착하면 수신기는 수신된 데이터의 체크섬을 다시 계산하고 그 결과를 프레임의 체크섬과 비교합니다. 일치하면 프레임이 유효한 것으로 간주되어 수락됩니다. 체크섬이 일치하지 않으면 오류가 생성됩니다.

링크 계층의 임무는 네트워크 계층에서 오는 패킷을 적절한 크기의 프레임에 맞춰 전송 준비를 하는 것입니다. 이 계층은 블록의 시작과 끝을 결정하고 전송 오류를 감지하는 데 필요합니다.

같은 수준에서 네트워크 노드가 물리 계층을 사용하기 위한 규칙이 정의됩니다. LAN에서 데이터의 전기적 표현(데이터 비트, 데이터 인코딩 방법 및 마커)은 이 수준에서 그리고 이 수준에서만 인식됩니다. 여기에서 오류가 감지되고 수정됩니다(데이터 재전송을 요청하여).

링크 계층은 데이터 프레임의 생성, 전송 및 수신을 제공합니다. 이 계층은 네트워크 계층 요청을 처리하고 물리 계층 서비스를 사용하여 패킷을 수신 및 전송합니다. IEEE 802.X 사양은 링크 계층을 두 개의 하위 계층으로 나눕니다.

LLC(Logical Link Control) 논리적 링크 제어는 논리적 링크 제어를 제공합니다. LLC 하위 계층은 네트워크 계층에 서비스를 제공하고 사용자 메시지의 송수신과 관련됩니다.

MAC(미디어 평가 제어) 미디어 액세스 제어. MAC 하위 계층은 공유 물리적 매체에 대한 액세스(토큰 전달 또는 충돌 또는 충돌 감지)를 규제하고 통신 채널에 대한 액세스를 제어합니다. LLC 하위 계층은 MAC 하위 계층 위에 있습니다.

데이터 링크 계층은 링크를 통한 데이터 전송 절차를 통해 미디어 액세스 및 전송 제어를 정의합니다.

~에 큰 크기전송된 데이터 블록을 링크 계층은 프레임으로 분할하고 프레임을 시퀀스로 전송합니다.

프레임을 수신하면 계층은 프레임에서 전송된 데이터 블록을 형성합니다. 데이터 블록의 크기는 전송 방법, 전송되는 채널의 품질에 따라 다릅니다.

LAN에서 링크 계층 프로토콜은 컴퓨터, 브리지, 스위치 및 라우터에서 사용됩니다. 컴퓨터에서 링크 계층의 기능은 네트워크 어댑터와 드라이버의 공동 노력으로 구현됩니다.

링크 계층은 다음 유형의 기능을 수행할 수 있습니다.

1. 채널 연결의 구성(설정, 관리, 종료) 및 해당 포트 식별.

2. 직원의 조직 및 이전.

3. 오류의 탐지 및 수정.

4. 데이터 흐름 관리.

5. 논리 채널의 투명성 보장(어떤 방식으로든 인코딩된 데이터 전송).

링크 계층에서 가장 일반적으로 사용되는 프로토콜은 다음과 같습니다.

직렬 연결을 위한 HDLC(High Level Data Link Control) 고급 데이터 링크 제어 프로토콜.

IEEE 802.2 LLC(유형 I 및 유형 II)는 802.x 환경용 MAC을 제공합니다.

이더넷 네트워크 기술버스 토폴로지 및 캐리어 수신 및 충돌 감지 기능이 있는 다중 액세스를 사용하는 네트워크에 대한 IEEE 802.3 표준에 따름;

링 토폴로지 및 토큰 전달 링 액세스 방법을 사용하는 IEEE 802.5 표준에 따른 토큰 링 네트워크 기술;

FDDI(Fiber Distributed Date Interface Station) 광섬유 미디어를 사용하는 IEEE 802.6 네트워크 기술.

X.25는 글로벌 패킷 교환 통신을 위한 국제 표준입니다.

X25 및 ISDN 기술로 구성된 프레임 릴레이 네트워크.

물리 계층

물리적 계층은 물리적 연결 수단과 인터페이스하도록 설계되었습니다. 물리적 연결은 시스템 간의 신호를 가능하게 하는 물리적 미디어, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합입니다.

물리적 매체는 신호가 전달되는 물질적 물질입니다. 물리적 매체는 물리적 연결 수단이 구축되는 기반입니다. 에테르, 금속, 광학 유리 및 석영은 물리적 매체로 널리 사용됩니다.

물리 계층은 미디어 인터페이스 하위 계층과 전송 변환 하위 계층으로 구성됩니다.

첫 번째는 사용된 물리적 통신 채널과 데이터 흐름의 페어링을 제공합니다. 두 번째는 적용된 프로토콜과 관련된 변환을 수행합니다. 물리 계층은 데이터 채널에 물리적 인터페이스를 제공하고 채널과 신호를 주고받는 절차도 설명합니다. 이 수준에서는 시스템의 물리적 통신을 위한 전기적, 기계적, 기능적 및 절차적 매개변수가 정의됩니다. 물리 계층은 상위 링크 계층에서 데이터 패킷을 수신하고 이진 스트림의 0과 1에 해당하는 광학 또는 전기 신호로 변환합니다. 이러한 신호는 전송 매체를 통해 수신 노드로 전송됩니다. 전송 매체의 기계적 및 전기적/광학적 특성은 물리적 계층에서 정의되며 다음을 포함합니다.

케이블 및 커넥터 유형;

커넥터의 핀 할당;

값 0과 1에 대한 신호 코딩 체계.

물리 계층은 다음 기능을 수행합니다.

1. 물리적 연결의 설정 및 해제.

2. 시리얼 코드의 신호 전송 및 수신.

3. 필요한 경우 채널을 청취합니다.

4. 채널 식별.

5. 장애 및 장애 발생의 통지.

오작동 및 오류의 출현에 대한 알림은 물리적 수준에서 네트워크의 정상적인 작동을 방해하는 특정 클래스의 이벤트가 감지된다는 사실 때문입니다(한 번에 여러 시스템에서 보낸 프레임 충돌, 채널 중단, 전원 끄기 , 기계적 접촉 손실 등). 데이터 링크 계층에 제공되는 서비스 유형은 물리 계층 프로토콜에 의해 정의됩니다. 시스템 그룹이 하나의 채널에 연결되어 있지만 그 중 하나만 동시에 신호를 전송할 수 있는 경우 채널 청취가 필요합니다. 따라서 채널을 청취하면 무료로 전송할 수 있는지 여부를 결정할 수 있습니다. 경우에 따라 구조를 보다 명확하게 정의하기 위해 물리 계층을 여러 하위 수준으로 나눕니다. 예를 들어, 무선 네트워크의 물리 계층은 세 개의 하위 계층으로 나뉩니다(그림 1.14).

쌀. 1.14. 무선 LAN 물리 계층

물리 계층 기능은 네트워크에 연결된 모든 장치에서 구현됩니다. 컴퓨터 측에서 물리적 계층 기능은 네트워크 어댑터에 의해 수행됩니다. 리피터는 물리적 계층에서만 작동하는 유일한 유형의 장비입니다.

물리 계층은 일부 메인프레임과 미니컴퓨터에 사용되는 비동기(직렬) 및 동기(병렬) 전송을 모두 제공할 수 있습니다. 물리 계층에서는 통신 채널을 통한 전송을 위한 이진 값을 나타내기 위해 인코딩 방식을 정의해야 합니다. 많은 근거리 통신망은 맨체스터 인코딩을 사용합니다.

물리 계층 프로토콜의 예는 10Base-T 이더넷 기술 사양으로, 특성 임피던스가 100옴인 카테고리 3 비차폐 연선 케이블, RJ-45 커넥터, 물리적 세그먼트의 최대 길이 100미터를 정의합니다. , 데이터 표현을 위한 맨체스터 코드 및 케이블, 환경 및 전기 신호로서의 기타 특성.

가장 일반적인 물리 계층 사양은 다음과 같습니다.

EIA-RS-232-C, CCITT V.24/V.28 - 기계/전기 불균형 직렬 인터페이스;

EIA-RS-422/449, CCITT V.10 - 균형 직렬 인터페이스의 기계적, 전기적 및 광학적 특성;

이더넷은 버스 토폴로지 및 캐리어 스니핑 및 충돌 감지를 통한 다중 액세스를 사용하는 네트워크용 IEEE 802.3 네트워크 기술입니다.

토큰 링은 링 토폴로지와 토큰 전달 링 액세스 방법을 사용하는 IEEE 802.5 네트워크 기술입니다.

알렉산더 고리야초프, 알렉세이 니스코프스키

네트워크의 서버와 클라이언트가 통신하려면 동일한 정보 교환 프로토콜을 사용하여 작업해야 합니다. 즉, 동일한 언어를 "말해야" 합니다. 프로토콜은 네트워크 개체의 모든 상호 작용 수준에서 정보 교환을 구성하기 위한 일련의 규칙을 정의합니다.

OSI 모델이라고도 하는 개방형 시스템 상호 연결 참조 모델이 있습니다. 이 모델은 ISO(국제 표준화 기구)에서 개발했습니다. OSI 모델은 네트워크 개체의 상호 작용 방식을 설명하고 작업 목록과 데이터 전송 규칙을 정의합니다. 물리적(물리적 - 1), 채널(데이터 링크 - 2), 네트워크(네트워크 - 3), 전송(전송 - 4), 세션(세션 - 5), 데이터 프레젠테이션(프레젠테이션 - 6) 및 적용됨(응용 프로그램 - 7). 이 수준의 네트워크 기능을 구현하는 소프트웨어가 동일한 방식으로 동일한 데이터를 해석하는 경우 두 컴퓨터가 OSI 모델의 특정 수준에서 서로 통신할 수 있다고 믿어집니다. 이 경우 "지점 간"이라고 하는 두 컴퓨터 간에 직접적인 상호 작용이 설정됩니다.

프로토콜에 의한 OSI 모델의 구현을 프로토콜의 스택(세트)이라고 합니다. 하나의 특정 프로토콜 내에서 OSI 모델의 모든 기능을 구현하는 것은 불가능합니다. 일반적으로 특정 계층의 작업은 하나 이상의 프로토콜에 의해 구현됩니다. 동일한 스택의 프로토콜은 한 컴퓨터에서 작동해야 합니다. 이 경우 컴퓨터는 여러 프로토콜 스택을 동시에 사용할 수 있습니다.

OSI 모델의 각 수준에서 해결된 작업을 살펴보겠습니다.

물리적 계층

이 수준의 OSI 모델에서는 다음과 같은 네트워크 구성 요소의 특성이 정의됩니다. 데이터 전송 매체의 연결 유형, 물리적 네트워크 토폴로지, 데이터 전송 방법(디지털 또는 아날로그 신호 코딩 포함), 전송된 데이터의 동기화 유형, 분리 주파수 및 시간 다중화를 사용하는 통신 채널.

OSI 모델의 물리 계층 프로토콜 구현은 비트 전송 규칙을 조정합니다.

물리 계층은 전송 매체에 대한 설명을 포함하지 않습니다. 그러나 물리 계층 프로토콜의 구현은 미디어에 따라 다릅니다. 다음 네트워크 장비의 연결은 일반적으로 물리 계층과 연결됩니다.

전기 신호를 재생하는 집중기, 허브 및 중계기;
장치를 전송 매체에 연결하기 위한 기계적 인터페이스를 제공하는 전송 매체 커넥터;
모뎀 및 다양한 변환 장치디지털 및 아날로그 변환을 수행합니다.

이 모델 계층은 기본 표준 토폴로지 집합을 사용하여 구축된 엔터프라이즈 네트워크의 물리적 토폴로지를 정의합니다.

기본 세트의 첫 번째는 버스 토폴로지입니다. 이 경우 모든 네트워크 장치와 컴퓨터는 동축 케이블을 사용하여 가장 자주 형성되는 공통 데이터 전송 버스에 연결됩니다. 공통 버스를 구성하는 케이블을 백본이라고 합니다. 버스에 연결된 각 장치에서 신호는 양방향으로 전송됩니다. 케이블에서 신호를 제거하려면 버스 끝에 특수 차단기(터미네이터)를 사용해야 합니다. 라인의 기계적 손상은 연결된 모든 장치의 작동에 영향을 미칩니다.

링 토폴로지는 물리적 링(링)에서 모든 네트워크 장치와 컴퓨터의 연결을 포함합니다. 이 토폴로지에서 정보는 항상 링을 따라 스테이션에서 스테이션으로 한 방향으로 전송됩니다. 각 네트워크 장치에는 입력 케이블에 정보 수신기가 있고 출력 케이블에 송신기가 있어야 합니다. 단일 링의 미디어에 대한 기계적 손상은 모든 장치의 작동에 영향을 미치지만 일반적으로 이중 링을 사용하여 구축된 네트워크에는 내결함성 여유와 자가 치유 기능이 있습니다. 이중 링 위에 구축된 네트워크에서는 동일한 정보가 링 주위에서 양방향으로 전송됩니다. 케이블 오류가 발생하는 경우 링은 길이의 두 배 동안 단일 링 모드에서 계속 작동합니다(자가 복구 기능은 사용된 하드웨어에 따라 결정됨).

다음 토폴로지는 스타 토폴로지 또는 스타입니다. 다른 네트워크 장치와 컴퓨터가 빔(별도 케이블)으로 연결되는 중앙 장치의 존재를 제공합니다. 스타 토폴로지에 구축된 네트워크에는 단일 실패 지점이 있습니다. 이 지점이 중앙 장치입니다. 중앙 장치에 장애가 발생하면 모든 교환이 중앙 장치를 통해서만 이루어지기 때문에 다른 모든 네트워크 참가자는 서로 정보를 교환할 수 없습니다. 중앙 장치의 유형에 따라 하나의 입력에서 수신된 신호는 모든 출력 또는 장치가 연결된 특정 출력(정보 수신자)으로 전송될 수 있습니다(증폭 여부에 관계없이).

완전 연결(메시) 토폴로지는 내결함성이 높습니다. 유사한 토폴로지로 네트워크를 구축할 때 각 네트워크 장치 또는 컴퓨터는 네트워크의 다른 모든 구성 요소에 연결됩니다. 이 토폴로지에는 중복성이 있으므로 비실용적으로 보입니다. 실제로 소규모 네트워크에서는 이 토폴로지가 거의 사용되지 않지만 대규모 네트워크에서는 기업 네트워크완전 메쉬 토폴로지를 사용하여 가장 중요한 노드를 연결할 수 있습니다.

고려된 토폴로지는 대부분 케이블 연결을 사용하여 구축됩니다.

무선 연결을 사용하는 또 다른 토폴로지인 셀룰러(셀룰러)가 있습니다. 그것에서 네트워크 장치와 컴퓨터는 셀의 트랜시버와 만 상호 작용하는 셀 (셀) 영역으로 결합됩니다. 셀 간의 정보 전송은 트랜시버에 의해 수행됩니다.

링크 레이어

이 수준은 네트워크의 논리적 토폴로지, 데이터 전송 매체에 대한 액세스 권한을 얻기 위한 규칙, 논리적 네트워크 내의 물리적 장치 주소 지정 및 네트워크 장치 간의 정보 전송(전송 동기화 및 연결 서비스) 관리와 관련된 문제를 해결합니다. .

링크 계층 프로토콜은 다음을 정의합니다.

물리 계층 비트(2진 1 및 0)를 프레임(프레임) 또는 프레임이라고 하는 정보의 논리적 그룹으로 구성하기 위한 규칙. 프레임은 헤더와 끝이 있는 그룹화된 비트의 연속 시퀀스로 구성된 데이터 링크 계층 단위입니다.
전송 오류 감지(때로는 수정) 규칙;
데이터 흐름 제어 규칙(브리지와 같이 이 수준의 OSI 모델에서 작동하는 장치의 경우)
물리적 주소로 네트워크에 있는 컴퓨터를 식별하는 규칙.

대부분의 다른 계층과 마찬가지로 링크 계층은 데이터 패킷의 시작 부분에 자체 제어 정보를 추가합니다. 이 정보에는 소스 및 대상 주소(물리적 또는 하드웨어), 프레임 길이 정보, 활성 상위 계층 프로토콜 표시가 포함될 수 있습니다.

다음 네트워크 커넥터는 일반적으로 링크 계층과 연결됩니다.

교량;
스마트 허브;
스위치;
네트워크 인터페이스 카드(네트워크 인터페이스 카드, 어댑터 등).

링크 계층의 기능은 두 가지 하위 수준으로 나뉩니다(표 1).

전송 매체에 대한 액세스 제어(Media Access Control, MAC);
논리적 링크 제어(Logical Link Control, LLC).

MAC 하위 계층은 네트워크의 논리적 토폴로지, 정보 전송 매체에 대한 액세스 방법, 네트워크 개체 간의 물리적 주소 지정 규칙과 같은 링크 계층의 요소를 정의합니다.

약어 MAC은 네트워크 장치의 물리적 주소를 정의할 때도 사용됩니다. 장치의 물리적 주소(제조 단계에서 네트워크 장치 또는 네트워크 카드에 의해 내부적으로 결정됨)는 종종 해당 장치의 MAC 주소라고 합니다. . 많은 수의 네트워크 장치, 특히 네트워크 카드, 프로그래밍 방식으로 MAC 주소를 변경할 수 있습니다. 동시에 OSI 모델의 링크 계층은 MAC 주소 사용에 대한 제한을 부과한다는 것을 기억해야 합니다. 하나의 물리적 네트워크(더 큰 네트워크의 세그먼트)에는 동일한 MAC 주소를 사용하는 두 개 이상의 장치가 있을 수 없습니다. . "노드 주소"의 개념은 네트워크 개체의 물리적 주소를 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 호스트 주소는 대부분 MAC 주소와 일치하거나 소프트웨어 주소 재할당에 의해 논리적으로 결정됩니다.

LLC 하위 계층은 전송 및 연결 서비스 동기화 규칙을 정의합니다. 이 링크 계층 하위 계층은 OSI 모델의 네트워크 계층과 밀접하게 작동하며 물리적(MAC 주소 사용) 연결의 신뢰성을 담당합니다. 네트워크의 논리적 토폴로지는 네트워크에 있는 컴퓨터 간의 데이터 전송 방식과 규칙(순서)을 정의합니다. 네트워크 개체는 네트워크의 논리적 토폴로지에 따라 데이터를 전송합니다. 물리적 토폴로지는 데이터의 물리적 경로를 정의합니다. 그러나 어떤 경우에는 물리적 토폴로지가 네트워크 작동 방식을 반영하지 않습니다. 실제 데이터 경로는 논리적 토폴로지에 의해 결정됩니다. 물리적 매체의 경로와 다를 수 있는 논리적 경로를 따라 데이터를 전송하기 위해 네트워크 연결 장치 및 매체 액세스 방식이 사용됩니다. 물리적 토폴로지와 논리적 토폴로지의 차이점에 대한 좋은 예는 IBM의 토큰 링 네트워크입니다. 토큰 링 LAN은 종종 중앙 스플리터(허브)가 있는 별 모양의 회로에 놓인 구리 케이블을 사용합니다. 일반적인 스타 토폴로지와 달리 허브는 들어오는 신호를 연결된 다른 모든 장치로 전달하지 않습니다. 허브의 내부 회로는 각 입력 신호를 미리 결정된 논리 링, 즉 원형 패턴으로 다음 장치로 순차적으로 보냅니다. 이 네트워크의 물리적 토폴로지는 별이고 논리적 토폴로지는 링입니다.

물리적 토폴로지와 논리적 토폴로지의 차이점에 대한 또 다른 예는 이더넷 네트워크입니다. 물리적 네트워크는 구리 케이블과 중앙 허브를 사용하여 구축할 수 있습니다. 스타 토폴로지에 따라 물리적 네트워크가 형성됩니다. 그러나 이더넷 기술은 한 컴퓨터에서 네트워크의 다른 모든 컴퓨터로 정보를 전송하는 것을 포함합니다. 허브는 포트 중 하나에서 수신된 신호를 다른 모든 포트로 중계해야 합니다. 버스 토폴로지가 있는 논리 네트워크가 형성되었습니다.

논리적 네트워크 토폴로지를 결정하려면 신호가 수신되는 방식을 이해해야 합니다.

논리적 버스 토폴로지에서 각 신호는 모든 장치에서 수신됩니다.
논리적 링 토폴로지에서 각 장치는 특별히 전송된 신호만 수신합니다.

네트워크 장치가 미디어에 액세스하는 방법을 아는 것도 중요합니다.

미디어 액세스

논리적 토폴로지는 다른 네트워크 엔터티에 정보를 전송할 수 있는 권한을 제어하는 특수 규칙을 사용합니다. 제어 프로세스는 통신 매체에 대한 액세스를 제어합니다. 전송 매체에 대한 액세스 권한을 얻기 위한 규칙 없이 모든 장치가 작동하도록 허용되는 네트워크를 고려하십시오. 이러한 네트워크의 모든 장치는 데이터를 사용할 수 있게 되면 정보를 전송합니다. 이러한 전송은 때때로 시간이 겹칠 수 있습니다. 중첩의 결과로 신호가 왜곡되고 전송된 데이터가 손실됩니다. 이 상황을 충돌이라고 합니다. 충돌은 네트워크 개체 간의 안정적이고 효율적인 정보 전송을 구성하는 것을 허용하지 않습니다.

네트워크 충돌은 네트워크 개체가 연결된 물리적 네트워크 세그먼트로 확장됩니다. 이러한 연결은 충돌의 영향이 모든 사람에게 확장되는 단일 충돌 공간을 형성합니다. 물리적 네트워크를 분할하여 충돌 공간의 크기를 줄이기 위해 링크 계층에서 트래픽 필터링 기능이 있는 브리지 및 기타 네트워크 장치를 사용할 수 있습니다.

모든 네트워크 엔터티가 충돌을 제어, 관리 또는 완화할 수 있을 때까지 네트워크는 정상적으로 작동할 수 없습니다. 네트워크에서는 동시 신호의 충돌, 간섭(오버레이) 횟수를 줄이기 위한 몇 가지 방법이 필요합니다.

경합, 토큰 전달 및 폴링과 같이 네트워크 장치에 대한 정보 전송 권한이 제어되는 규칙을 설명하는 표준 미디어 액세스 방법이 있습니다.

이러한 미디어 액세스 방법 중 하나를 구현하는 프로토콜을 선택하기 전에 다음 요소에 특별한 주의를 기울여야 합니다.

전송의 특성 - 연속 또는 임펄스;
데이터 전송 횟수;
엄격하게 정의된 시간 간격으로 데이터를 전송할 필요성;
네트워크의 활성 장치 수.

장점 및 단점과 결합된 이러한 각 요소는 어떤 미디어 액세스 방법이 가장 적합한지 결정하는 데 도움이 됩니다.

경쟁.경쟁 기반 시스템은 전송 매체에 대한 액세스가 선착순으로 구현된다고 가정합니다. 즉, 각 네트워크 장치는 전송 매체를 제어하기 위해 경쟁합니다. 레이스 시스템은 네트워크의 모든 장치가 필요할 때만 데이터를 전송할 수 있도록 설계되었습니다. 이 방법은 충돌이 실제로 발생하기 때문에 결국 데이터의 부분적 또는 완전한 손실을 초래합니다. 새로운 장치가 네트워크에 추가될 때마다 충돌 횟수가 기하급수적으로 증가할 수 있습니다. 충돌 횟수가 증가하면 네트워크 성능이 저하되고 정보 전송 매체가 완전히 포화된 경우 네트워크 성능이 0으로 감소합니다.

충돌 횟수를 줄이기 위해 스테이션에서 데이터 전송을 시작하기 전에 정보 전송 매체를 청취하는 기능을 구현하는 특수 프로토콜이 개발되었습니다. 청취 스테이션이 (다른 스테이션에서) 신호 전송을 감지하면 정보 전송을 자제하고 나중에 반복하려고 시도합니다. 이러한 프로토콜을 CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 프로토콜이라고 합니다. CSMA 프로토콜은 충돌 횟수를 크게 줄이지 만 완전히 제거하지는 않습니다. 그러나 두 스테이션이 케이블을 조사할 때 충돌이 발생합니다. 신호가 감지되지 않고 매체가 비어 있다고 결정한 다음 동시에 전송을 시작합니다.

이러한 경합 프로토콜의 예는 다음과 같습니다.

캐리어 제어/충돌 감지를 통한 다중 액세스(캐리어 감지 다중 액세스/충돌 감지, CSMA/CD);
캐리어 제어/충돌 방지를 통한 다중 액세스(캐리어 감지 다중 액세스/충돌 방지, CSMA/CA).

CSMA/CD 프로토콜. CSMA/CD 프로토콜은 전송 전에 케이블을 수신할 뿐만 아니라 충돌을 감지하고 재전송을 시작합니다. 충돌이 감지되면 데이터를 전송한 스테이션은 임의의 값으로 특수 내부 타이머를 초기화합니다. 타이머는 카운트다운을 시작하고 0에 도달하면 스테이션은 데이터 재전송을 시도해야 합니다. 타이머가 임의의 값으로 초기화되었기 때문에 스테이션 중 하나는 다른 스테이션보다 먼저 데이터 전송을 반복하려고 시도합니다. 따라서 두 번째 스테이션은 데이터 매체가 이미 사용 중인지 확인하고 사용 가능해질 때까지 기다립니다.

CSMA/CD 프로토콜의 예로는 이더넷 버전 2(DEC에서 개발한 이더넷 II) 및 IEEE802.3이 있습니다.

CSMA/CA 프로토콜. CSMA/CA는 타임 슬라이싱 액세스 또는 매체 액세스 요청 전송과 같은 방식을 사용합니다. 타임 슬라이싱을 사용할 때 각 스테이션은 해당 스테이션에 대해 엄격하게 정의된 시간에만 정보를 전송할 수 있습니다. 동시에 타임 슬라이스를 관리하는 메커니즘이 네트워크에서 구현되어야 합니다. 각 새로운 역, 네트워크에 연결되어 있는 상태를 알리고 정보 전송을 위한 타임 슬라이스 재분배 프로세스를 시작합니다. 중앙 집중식 미디어 액세스 제어를 사용하는 경우 각 스테이션은 제어 스테이션으로 전달되는 특별한 전송 요청을 생성합니다. 중앙 스테이션은 모든 네트워크 개체에 대한 전송 매체에 대한 액세스를 규제합니다.

CSMA/CA의 예는 Apple Computer의 LocalTalk 프로토콜입니다.

레이스 기반 시스템은 버스트 트래픽(전송 대용량 파일) 상대적으로 사용자가 적은 네트워크에서.

마커를 전송하는 시스템.토큰 전달 시스템에서 작은 프레임(토큰)은 한 장치에서 다른 장치로 특정 순서로 전달됩니다. 토큰은 토큰을 소유한 장치에 임시 미디어 제어를 전송하는 특수 메시지입니다. 토큰을 전달하면 네트워크의 장치 간에 액세스 제어가 분산됩니다.

각 장치는 토큰을 받는 장치와 토큰을 전달해야 하는 장치를 알고 있습니다. 일반적으로 이러한 장치는 토큰 소유자의 가장 가까운 이웃입니다. 각 장치는 주기적으로 토큰을 제어하고 해당 작업을 수행(정보 전송)한 다음 사용할 다음 장치로 토큰을 전달합니다. 프로토콜은 각 장치에서 토큰을 제어할 수 있는 시간을 제한합니다.

여러 토큰 전달 프로토콜이 있습니다. 토큰 전달을 사용하는 두 가지 네트워킹 표준은 IEEE 802.4 토큰 버스와 IEEE 802.5 토큰 링입니다. 토큰 버스 네트워크는 토큰 전달 액세스 제어 및 물리적 또는 논리적 버스 토폴로지를 사용하는 반면 토큰 링 네트워크는 토큰 전달 액세스 제어 및 물리적 또는 논리적 링 토폴로지를 사용합니다.

토큰 전달 네트워크는 디지털 오디오 또는 비디오 데이터와 같이 시간 종속적인 우선 순위 트래픽이 있거나 매우 많은 수의 사용자가 있는 경우에 사용해야 합니다.

회견.폴링은 하나의 장치(컨트롤러, 기본 또는 "마스터" 장치라고 함)를 미디어 액세스 중재자로 선택하는 액세스 방법입니다. 이 장치는 전송할 정보가 있는지 확인하기 위해 미리 정의된 순서로 다른 모든 장치(보조)를 폴링합니다. 보조 장치로부터 데이터를 수신하기 위해 기본 장치는 적절한 요청을 보낸 다음 보조 장치에서 데이터를 수신하여 수신 장치로 보냅니다. 그런 다음 기본 장치는 다른 보조 장치를 폴링하여 데이터를 수신하는 식으로 진행됩니다. 프로토콜은 각 보조 장치가 폴링된 후 전송할 수 있는 데이터의 양을 제한합니다. 폴링 시스템은 공장 자동화와 같이 시간에 민감한 네트워크 장치에 이상적입니다.

이 계층은 연결 서비스도 제공합니다. 연결 서비스에는 세 가지 유형이 있습니다.

확인 및 연결 설정 없는 서비스(확인되지 않은 연결 없음) - 흐름 제어 및 오류 제어 또는 패킷 시퀀스 없이 프레임을 보내고 받습니다.
연결 지향 서비스 - 영수증(확인) 발급을 통해 흐름 제어, 오류 제어 및 패킷 순서를 제공합니다.
승인된 연결 없는 서비스 - 티켓을 사용하여 두 네트워크 노드 간의 전송에서 흐름을 제어하고 오류를 제어합니다.

링크 계층의 LLC 하위 계층은 하나의 네트워크 인터페이스를 통해 작업할 때 여러 네트워크 프로토콜(서로 다른 프로토콜 스택의)을 동시에 사용할 수 있는 기능을 제공합니다. 즉, 컴퓨터에 네트워크 카드가 하나만 설치되어 있지만 다른 제조업체의 다양한 네트워크 서비스와 함께 작업해야 하는 경우 LLC 하위 수준의 클라이언트 네트워크 소프트웨어가 이러한 작업의 가능성을 제공합니다.

네트워크 계층

네트워크 계층은 논리 네트워크 간의 데이터 전달, 네트워크 장치의 논리 주소 형성, 라우팅 정보의 정의, 선택 및 유지 관리, 게이트웨이(게이트웨이) 기능에 대한 규칙을 정의합니다.

네트워크 계층의 주요 목표는 네트워크의 특정 지점으로 데이터를 이동(전달)하는 문제를 해결하는 것입니다. 네트워크 계층에서의 데이터 전달은 일반적으로 OSI 모델의 데이터 링크 계층에서의 데이터 전달과 유사하며, 여기서 장치의 물리적 주소 지정은 데이터를 전송하는 데 사용됩니다. 그러나 링크 계층 주소 지정은 하나의 논리 네트워크만 참조하며 이 네트워크 내에서만 유효합니다. 네트워크 계층은 함께 연결될 때 하나의 큰 네트워크를 형성하는 많은 독립적인(종종 이질적인) 논리 네트워크 간에 정보를 전송하는 방법과 수단을 설명합니다. 이러한 네트워크를 상호 연결된 네트워크(internetwork)라고 하며, 네트워크 간의 정보 전송 과정을 인터네트워킹(internetworking)이라고 합니다.

데이터 링크 계층에서 물리적 주소 지정의 도움으로 데이터는 동일한 논리 네트워크의 일부인 모든 장치에 전달됩니다. 각 네트워크 장치, 각 컴퓨터는 수신된 데이터의 대상을 결정합니다. 데이터가 컴퓨터용이면 처리하고 그렇지 않으면 무시합니다.

링크 계층과 달리 네트워크 계층은 인터네트워크에서 특정 경로를 선택하고 데이터가 지정되지 않은 논리 네트워크로 데이터를 보내는 것을 피할 수 있습니다. 네트워크 계층은 스위칭, 네트워크 계층 주소 지정 및 라우팅 알고리즘 사용을 통해 이를 수행합니다. 네트워크 계층은 또한 이기종 네트워크로 구성된 인터네트워크에서 데이터에 대한 올바른 경로를 제공하는 역할을 합니다.

네트워크 계층을 구현하기 위한 요소와 방법은 다음과 같이 정의됩니다.

논리적으로 분리된 모든 네트워크에는 고유한 네트워크 주소가 있어야 합니다.
스위칭은 인터네트워크에서 연결이 설정되는 방법을 정의합니다.
컴퓨터와 라우터가 데이터가 인터네트워크를 통과하는 최상의 경로를 결정하도록 라우팅을 구현하는 기능
네트워크가 수행합니다 다양한 수준네트워크 내에서 예상되는 오류 수에 따라 연결 서비스가 제공됩니다.

라우터와 일부 스위치는 이 수준의 OSI 모델에서 작동합니다.

네트워크 계층은 네트워크 개체에 대한 논리적 네트워크 주소를 생성하기 위한 규칙을 정의합니다. 대규모 인터네트워크 내에서 각 네트워크 개체에는 고유한 논리 주소가 있어야 합니다. 논리 주소의 형성에는 두 가지 구성 요소가 포함됩니다. 모든 네트워크 개체에 공통적인 네트워크의 논리 주소와 이 개체에 대해 고유한 네트워크 개체의 논리 주소입니다. 네트워크 객체의 논리적 주소를 구성할 때 객체의 물리적 주소를 사용하거나 임의의 논리적 주소를 결정할 수 있습니다. 논리적 주소 지정을 사용하면 서로 다른 논리적 네트워크 간의 데이터 전송을 구성할 수 있습니다.

각 네트워크 개체, 각 컴퓨터는 여러 네트워크 기능을 동시에 수행하여 다양한 서비스의 작동을 제공할 수 있습니다. 서비스에 액세스하기 위해 포트(포트) 또는 소켓(소켓)이라고 하는 특수 서비스 식별자가 사용됩니다. 서비스에 액세스할 때 서비스 식별자는 서비스를 실행하는 컴퓨터의 논리 주소 바로 뒤에 옵니다.

많은 네트워크는 미리 정의되고 잘 알려진 특정 작업을 수행하기 위해 논리적 주소 및 서비스 식별자 그룹을 예약합니다. 예를 들어, 모든 네트워크 개체에 데이터를 보내야 하는 경우 특수 브로드캐스트 주소로 보내집니다.

네트워크 계층은 두 네트워크 엔터티 간에 데이터를 전송하기 위한 규칙을 정의합니다. 이 전송은 스위칭 또는 라우팅을 사용하여 수행될 수 있습니다.

데이터 전송에서 전환하는 방법에는 회선 전환, 메시지 전환 및 패킷 전환의 세 가지가 있습니다.

회선 교환을 사용하면 발신자와 수신자 사이에 데이터 전송 채널이 설정됩니다. 이 채널은 전체 커뮤니케이션 세션 동안 활성화됩니다. 이 방법을 사용할 경우 충분한 대역폭의 부족, 교환 장비의 작업 부하 또는 수신자의 바쁘기 때문에 채널 할당이 오래 지연될 수 있습니다.

메시지 전환을 사용하면 저장 후 전달 기반으로 전체(부분으로 나누지 않음) 메시지를 전송할 수 있습니다. 각 중간 장치는 메시지를 수신하여 로컬에 저장하고 이 메시지를 보낼 통신 채널이 해제되면 메시지를 보냅니다. 이 방법은 전자 메일 메시지를 보내고 전자 문서 관리를 구성하는 데 적합합니다.

패킷 교환을 사용할 때 앞의 두 가지 방법의 장점이 결합됩니다. 각각의 큰 메시지는 작은 패킷으로 나뉘며 각 패킷은 수신자에게 순차적으로 전송됩니다. 인터네트워크를 통과할 때 각 패킷에 대해 해당 시점의 최적 경로가 결정됩니다. 한 메시지의 일부가 다른 시간에 수신자에게 도달할 수 있으며 모든 부분이 결합된 후에야 수신자가 수신된 데이터로 작업할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.

데이터 경로가 결정될 때마다 최상의 경로를 선택해야 합니다. 최적의 경로를 결정하는 작업을 라우팅이라고 합니다. 이 작업은 라우터에 의해 수행됩니다. 라우터의 임무는 가능한 데이터 전송 경로를 결정하고 라우팅 정보를 유지하며 최상의 경로를 선택하는 것입니다. 라우팅은 정적으로 또는 동적으로 수행할 수 있습니다. 정적 라우팅을 정의할 때 논리 네트워크 간의 모든 관계가 정의되어야 하며 변경되지 않은 상태로 유지되어야 합니다. 동적 라우팅은 라우터 자체가 새 경로를 결정하거나 이전 경로에 대한 정보를 수정할 수 있다고 가정합니다. 동적 라우팅은 특수 라우팅 알고리즘을 사용하며 그 중 가장 일반적인 것은 거리 벡터 및 링크 상태입니다. 첫 번째 경우 라우터는 인접 라우터의 네트워크 구조에 대한 간접 정보를 사용합니다. 두 번째 경우 라우터는 자체 통신 채널에 대한 정보로 작동하고 특정 대표 라우터와 상호 작용하여 완전한 네트워크 맵을 구축합니다.

최상의 경로 선택은 라우터를 통한 홉 수(홉 수) 및 대상 네트워크에 도달하는 데 필요한 틱 수(시간 단위)와 같은 요인의 영향을 가장 많이 받습니다(틱 수).

네트워크 계층 연결 서비스는 OSI 모델의 링크 계층 LLC 부계층 연결 서비스를 사용하지 않는 경우에 동작합니다.

인터네트워크를 구축할 때 서로 다른 기술을 사용하여 구축된 논리적 네트워크를 연결하고 다양한 서비스를 제공해야 합니다. 네트워크가 작동하려면 논리 네트워크가 데이터를 올바르게 해석하고 정보를 제어할 수 있어야 합니다. 이 작업은 한 논리 네트워크의 규칙을 다른 논리 네트워크의 규칙으로 변환하고 해석하는 장치 또는 응용 프로그램인 게이트웨이의 도움으로 해결됩니다. 일반적으로 게이트웨이는 OSI 모델의 모든 계층에서 구현할 수 있지만 가장 자주 모델의 상위 계층에서 구현됩니다.

수송층

전송 계층을 사용하면 OSI 모델의 상위 계층 응용 프로그램에서 네트워크의 물리적 및 논리적 구조를 숨길 수 있습니다. 응용 프로그램은 매우 보편적이며 물리적 및 논리적 네트워크 토폴로지에 의존하지 않는 서비스 기능에서만 작동합니다. 논리적 및 물리적 네트워크의 기능은 전송 계층이 데이터를 전송하는 이전 수준에서 구현됩니다.

전송 계층은 종종 하위 계층에서 신뢰할 수 있거나 연결 지향적인 연결 서비스의 부족을 보상합니다. "신뢰할 수 있는"이라는 용어는 모든 경우에 모든 데이터가 제공된다는 것을 의미하지 않습니다. 그러나 전송 계층 프로토콜의 안정적인 구현은 일반적으로 데이터 전달을 승인하거나 거부할 수 있습니다. 데이터가 수신 장치로 올바르게 전달되지 않으면 전송 계층은 전달 실패를 재전송하거나 상위 계층에 알릴 수 있습니다. 상위 레벨은 필요한 시정 조치를 취하거나 사용자에게 선택권을 제공할 수 있습니다.

컴퓨터 네트워크의 많은 프로토콜은 복잡하고 기억하기 어려운 영숫자 주소 대신 자연어로 된 간단한 이름으로 작업할 수 있는 기능을 사용자에게 제공합니다. 주소/이름 확인은 이름과 영숫자 주소를 식별하거나 서로 매핑하는 기능입니다. 이 기능은 네트워크의 모든 엔터티 또는 디렉터리 서버, 이름 서버 등이라고 하는 특수 서비스 공급자가 수행할 수 있습니다. 다음 정의는 주소/이름 확인 방법을 분류합니다.

소비자에 의한 서비스 개시;
서비스 제공자 개시.

첫 번째 경우 네트워크 사용자는 서비스의 정확한 위치를 모른 채 논리적 이름으로 서비스에 액세스합니다. 사용자는 이 서비스가 현재 사용 가능한지 여부를 모릅니다. 액세스할 때 논리적 이름은 물리적 이름에 매핑되고 사용자의 워크스테이션은 서비스에 대한 직접 호출을 시작합니다. 두 번째 경우, 각 서비스는 주기적으로 모든 네트워크 클라이언트에 자신을 알립니다. 주어진 시간에 각 클라이언트는 서비스가 사용 가능한지 여부를 알고 있으며 서비스에 직접 액세스할 수 있습니다.

주소 지정 방법

서비스 주소는 네트워크 장치에서 실행되는 특정 소프트웨어 프로세스를 식별합니다. 이러한 주소 외에도 서비스 공급자는 서비스를 요청하는 장치와의 다양한 대화를 추적합니다. 둘 다른 방법대화 상자는 다음 주소를 사용합니다.

연결 식별자;
거래 아이디.

연결 ID, 포트 또는 소켓이라고도 하는 연결 식별자는 각 대화를 식별합니다. 연결 ID를 사용하여 연결 공급자는 둘 이상의 클라이언트와 통신할 수 있습니다. 서비스 제공자는 번호로 각 스위칭 엔티티를 참조하고 전송 계층에 의존하여 다른 하위 계층 주소를 조정합니다. 연결 ID는 특정 대화 상자와 연결됩니다.

트랜잭션 ID는 연결 ID와 같지만 대화보다 작은 단위로 작동합니다. 트랜잭션은 요청과 응답으로 구성됩니다. 서비스 제공자와 소비자는 전체 대화가 아니라 각 거래의 출발과 도착을 추적합니다.

세션 계층

세션 계층은 서비스를 요청하고 제공하는 장치 간의 상호 작용을 용이하게 합니다. 통신 세션은 통신 엔터티 간의 대화를 설정, 유지, 동기화 및 관리하는 메커니즘을 통해 제어됩니다. 이 계층은 또한 상위 계층이 사용 가능한 네트워크 서비스를 식별하고 연결하는 데 도움이 됩니다.

세션 계층은 하위 계층에서 제공하는 논리적 주소 정보를 사용하여 상위 계층에서 필요한 서버 이름과 주소를 식별합니다.

세션 계층은 또한 서비스 공급자 장치와 소비자 장치 간의 대화를 시작합니다. 이 기능을 수행할 때 세션 계층은 종종 각 개체를 나타내거나 식별하고 개체에 대한 액세스 권한을 조정합니다.

세션 계층은 단방향, 반이중 및 전이중의 세 가지 통신 모드 중 하나를 사용하여 대화 제어를 구현합니다.

단방향 통신은 정보 소스에서 정보 수신자로의 단방향 전송만 포함합니다. 이 통신 방법은 피드백을 제공하지 않습니다(수신기에서 소스로). 반이중은 양방향 정보 전송을 위해 하나의 데이터 전송 매체를 사용할 수 있지만 정보는 한 번에 한 방향으로만 전송될 수 있습니다. 전이중은 데이터 전송 매체를 통해 양방향으로 정보를 동시에 전송합니다.

연결 설정, 데이터 전송, 연결 종료로 구성된 두 네트워크 엔터티 간의 통신 세션 관리도 OSI 모델의 이 계층에서 수행됩니다. 세션이 설정된 후 이 수준의 기능을 구현하는 소프트웨어는 연결이 종료될 때까지 연결 상태를 확인(유지)할 수 있습니다.

프레젠테이션 레이어

데이터 표현 계층의 주요 임무는 데이터를 모든 사람이 이해할 수 있는 상호 합의된 형식(교환 구문)으로 변환하는 것입니다. 네트워크 애플리케이션응용 프로그램을 실행하는 컴퓨터. 이 수준에서 데이터 압축 및 압축 해제 및 암호화 작업도 해결됩니다.

변환은 바이트 단위의 비트 순서, 단어의 바이트 순서, 문자 코드 및 파일 이름 구문을 변경하는 것을 말합니다.

비트와 바이트의 순서를 변경해야 하는 이유는 다양한 프로세서, 컴퓨터, 컴플렉스 및 시스템이 많기 때문입니다. 다른 제조업체의 프로세서는 바이트의 0과 7번째 비트를 다르게 해석할 수 있습니다(0비트가 최상위 비트이거나 7번째 비트임). 마찬가지로, 정보의 큰 단위를 구성하는 바이트(단어)는 다르게 해석됩니다.

다른 운영 체제의 사용자가 올바른 이름과 내용을 가진 파일 형식으로 정보를 수신할 수 있도록 이 수준은 파일 구문의 올바른 변환을 보장합니다. 다른 운영 체제는 파일 시스템과 다르게 작동하고 파일 이름을 형성하는 다른 방법을 구현합니다. 파일의 정보도 특정 문자 인코딩으로 저장됩니다. 두 개의 네트워크 개체가 상호 작용할 때 각 개체가 고유한 방식으로 파일 정보를 해석할 수 있는 것이 중요하지만 정보의 의미는 변경되지 않아야 합니다.

프레젠테이션 계층은 데이터를 모든 네트워크 응용 프로그램과 응용 프로그램을 실행하는 컴퓨터에서 이해할 수 있는 상호 합의된 형식(교환 구문)으로 변환합니다. 또한 데이터를 암호화 및 해독할 뿐만 아니라 압축 및 압축 해제할 수 있습니다.

컴퓨터는 이진 0과 1로 데이터를 표현하기 위해 서로 다른 규칙을 사용합니다. 이러한 모든 규칙은 사람이 읽을 수 있는 데이터를 제공한다는 공통 목표를 달성하려고 시도하지만 컴퓨터 제조업체와 표준 조직에서는 서로 모순되는 규칙을 만들었습니다. 서로 다른 규칙 집합을 사용하는 두 대의 컴퓨터가 서로 통신하려고 할 때 종종 일부 변환을 수행해야 합니다.

로컬 및 네트워크 운영 체제는 종종 무단 사용으로부터 데이터를 보호하기 위해 데이터를 암호화합니다. 암호화는 일부 데이터 보호 방법을 설명하는 일반적인 용어입니다. 보호는 순열, 대체, 대수적 방법의 세 가지 방법 중 하나 이상을 사용하는 데이터 스크램블링에 의해 수행되는 경우가 많습니다.

이러한 각 방법은 암호화 알고리즘을 아는 사람만 이해할 수 있도록 데이터를 보호하는 특별한 방법일 뿐입니다. 데이터 암호화는 하드웨어와 소프트웨어 모두에서 수행할 수 있습니다. 그러나 일반적으로 종단 간 데이터 암호화가 수행됩니다. 프로그래밍 방식으로프레젠테이션 계층 기능의 일부로 간주됩니다. 사용된 암호화 방법에 대해 객체에 알리기 위해 일반적으로 비밀 키와 공개 키의 두 가지 방법이 사용됩니다.

비밀 키 암호화 방법은 단일 키를 사용합니다. 키를 소유한 네트워크 엔터티는 각 메시지를 암호화하고 해독할 수 있습니다. 따라서 키는 비밀로 유지해야 합니다. 키는 하드웨어 칩에 내장되거나 네트워크 관리자가 설치할 수 있습니다. 키가 변경될 때마다 모든 장치를 수정해야 합니다(새 키 값을 전송하기 위해 네트워크를 사용하지 않는 것이 좋습니다).

공개 키 암호화 방법을 사용하는 네트워크 개체에는 비밀 키와 일부 알려진 값이 제공됩니다. 개체는 개인 키를 통해 알려진 값을 조작하여 공개 키를 만듭니다. 통신을 시작한 엔티티는 공개 키를 수신자에게 보냅니다. 그런 다음 다른 엔티티는 자신의 개인 키와 전달된 공개 키를 수학적으로 결합하여 상호 수용 가능한 암호화 값을 설정합니다.

공개 키만 소유하는 것은 권한이 없는 사용자에게 거의 쓸모가 없습니다. 결과 암호화 키의 복잡성은 합리적인 시간 내에 계산할 수 있을 만큼 충분히 큽니다. 자신의 개인 키와 다른 사람의 공개 키를 아는 것만으로는 다른 개인 키를 결정하는 데 큰 도움이 되지 않습니다. 큰 수에 대한 로그 계산의 복잡성으로 인해서입니다.

애플리케이션 레이어

응용 계층에는 각 유형의 네트워크 서비스에 고유한 모든 요소와 기능이 포함됩니다. 6개의 하위 계층은 네트워크 서비스에 대한 전반적인 지원을 제공하는 작업과 기술을 결합하고 응용 프로그램 계층은 특정 네트워크 서비스 기능을 수행하는 데 필요한 프로토콜을 제공합니다.

서버는 네트워크 클라이언트에 제공하는 서비스 유형에 대한 정보를 제공합니다. 제공되는 서비스를 식별하기 위한 기본 메커니즘은 서비스 주소와 같은 요소에 의해 제공됩니다. 또한 서버는 이러한 방법을 사용하여 서비스를 능동 및 수동 서비스 프레젠테이션으로 제공합니다.

활성 서비스 광고에서 각 서버는 가용성을 알리는 메시지(서비스 주소 포함)를 주기적으로 보냅니다. 클라이언트는 특정 유형의 서비스에 대해 네트워크 장치를 폴링할 수도 있습니다. 네트워크 클라이언트는 서버에서 만든 보기를 수집하고 현재 사용 가능한 서비스의 테이블을 형성합니다. 액티브 프리젠테이션 방법을 사용하는 대부분의 네트워크는 서비스 프리젠테이션에 대한 특정 유효 기간도 정의합니다. 예를 들어, 네트워크 프로토콜이 서비스 표현을 5분마다 보내야 한다고 지정하는 경우 클라이언트는 지난 5분 이내에 표시되지 않은 서비스를 시간 초과합니다. 시간 초과가 만료되면 클라이언트는 테이블에서 서비스를 제거합니다.

서버는 디렉터리에 서비스와 주소를 등록하여 수동 서비스 광고를 구현합니다. 클라이언트가 사용 가능한 서비스를 확인하려는 경우 디렉토리에 위치를 쿼리하기만 하면 됩니다. 원하는 서비스그리고 그의 주소에 대해.

네트워크 서비스를 사용하려면 컴퓨터의 로컬 운영 체제에서 사용할 수 있어야 합니다. 이 작업을 수행하는 방법에는 여러 가지가 있지만 각 방법은 로컬 운영 체제가 네트워크 운영 체제를 인식하는 위치나 수준에 따라 결정될 수 있습니다. 제공되는 서비스는 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

운영 체제 호출 가로채기
원격 모드;
협업 데이터 처리.

OC 호출 가로채기를 사용할 때 로컬 운영 체제는 네트워크 서비스의 존재를 완전히 인식하지 못합니다. 예를 들어, DOS 응용 프로그램이 네트워크 파일 서버에서 파일을 읽으려고 할 때 다음과 같이 가정합니다. 주어진 파일로컬 저장소에 있습니다. 실제로 특정 소프트웨어는 파일이 로컬 운영 체제(DOS)에 도달하기 전에 파일 읽기 요청을 가로채서 네트워크 파일 서비스에 요청을 전달합니다.

다른 극단적인 경우 원격 작동에서 로컬 운영 체제는 네트워크를 인식하고 네트워크 서비스에 요청을 전달하는 역할을 합니다. 그러나 서버는 클라이언트에 대해 아무것도 모릅니다. 서버 운영 체제에서 서비스에 대한 모든 요청은 내부 요청이든 네트워크를 통해 전송된 요청이든 동일하게 보입니다.

마지막으로 네트워크의 존재를 인식하는 운영 체제가 있습니다. 서비스 소비자와 서비스 제공자는 서로의 존재를 인식하고 함께 협력하여 서비스 사용을 조정합니다. 이러한 유형의 서비스 사용은 일반적으로 P2P 협업 데이터 처리에 필요합니다. 협업 데이터 처리에는 단일 작업을 수행하기 위한 데이터 처리 기능의 공유가 포함됩니다. 이것은 운영 체제가 다른 사람의 존재와 능력을 인식하고 원하는 작업을 수행하기 위해 그들과 협력할 수 있어야 함을 의미합니다.

ComputerPress 6 "1999

다른 지식 분야와 마찬가지로 네트워크 과학에는 학습에 대한 두 가지 기본 접근 방식이 있습니다. 일반에서 특정으로 또는 그 반대로 이동하는 것입니다. 글쎄, 사람들이 이러한 접근 방식을 삶에서 순수한 형태로 사용하는 것은 아니지만 여전히 초기 단계에서 각 학생은 위의 지침 중 하나를 스스로 선택합니다. 고등 교육 (최소한 (최소한) 소비에트 모델)의 경우 첫 번째 방법이 더 특징적이며 자기 교육의 경우 가장 자주 두 번째 방법입니다. 네트워크에서 일하는 사람은 때때로 단일 사용자 성격의 작은 관리 작업을 해결합니다. , 그리고 갑자기 그는 알아내고 싶었습니다. 하지만 실제로, 이 모든 쓰레기는 어떻게 구성되어 있습니까?

그러나 이 글의 목적은 교수법에 대한 철학적 논의가 아니다. 나는 초보자 네트워크 사용자의 주의를 끌고 싶습니다. 일반그리고 가장 중요한 것은 난로에서처럼 가장 멋진 개인 상점으로 춤을 출 수 있다는 것입니다. 7계층 OSI 모델을 이해하고 이미 알고 있는 기술의 계층을 "인식"하는 방법을 배우면 선택한 네트워크 산업의 모든 방향으로 쉽게 이동할 수 있습니다. OSI 모델은 네트워크에 대한 새로운 지식이 필요한 프레임워크입니다.

이 모델은 네트워크에 대한 거의 모든 현대 문헌과 특정 프로토콜 및 기술의 많은 사양에서 어떤 식으로든 언급됩니다. 바퀴를 재발명할 필요성을 느끼지 않고 나는 N. Olifer, V. Olifer(정보 기술 센터)의 연구에서 발췌한 내용을 "통신 프로토콜의 역할과 기능적 목적기업 네트워크 장비의 주요 유형”, 나는 이 주제에서 가장 훌륭하고 포괄적인 간행물이라고 생각합니다.

편집장

모델

프로토콜은 상호 작용하는 두 엔티티 간의 합의라는 사실에서 이 경우두 대의 컴퓨터가 네트워크에서 작동한다고 해서 반드시 표준을 따르는 것은 아닙니다. 그러나 실제로는 네트워크를 구현할 때 표준 프로토콜을 사용하는 경향이 있습니다. 회사, 국가 또는 국제 표준이 될 수 있습니다.

ISO(International Standards Organization)는 다양한 수준의 시스템 상호 작용을 명확하게 정의하고 표준 이름을 지정하며 각 수준에서 수행해야 하는 작업을 지정하는 모델을 개발했습니다. 이 모델을 OSI(Open System Interconnection) 모델 또는 ISO/OSI 모델이라고 합니다.

OSI 모델은 통신을 7개 수준 또는 계층으로 나눕니다(그림 1.1). 각 수준은 상호 작용의 특정 측면을 다룹니다. 따라서, 상호작용 문제는 7개의 특정 문제로 분해되며, 각각은 다른 문제와 독립적으로 풀릴 수 있습니다. 각 계층은 상위 및 하위 계층과의 인터페이스를 유지합니다.

쌀. 1.1. ISO/OSI 개방형 시스템 상호 운용성 모델

OSI 모델은 최종 사용자 애플리케이션이 아닌 시스템 전체의 상호 작용 수단만을 설명합니다. 응용 프로그램은 시스템 시설에 액세스하여 자체 통신 프로토콜을 구현합니다. 응용 프로그램은 OSI 모델의 일부 상위 계층의 기능을 인수할 수 있으며, 이 경우 필요한 경우 OSI 모델의 나머지 하위 계층의 기능을 수행하는 시스템 도구에 액세스합니다. 인터워킹이 필요할 때.

최종 사용자 응용 프로그램은 시스템 통신 도구를 사용하여 다른 컴퓨터에서 실행 중인 다른 응용 프로그램과 대화를 설정할 수 있을 뿐만 아니라 단순히 원격 파일 액세스, 메일 수신 또는 공유 프린터에서 인쇄와 같은 특정 네트워크 서비스의 서비스를 받을 수 있습니다. .

따라서 애플리케이션이 애플리케이션 계층(예: 파일 서비스)에 요청하도록 하십시오. 이 요청을 기반으로 애플리케이션 계층 소프트웨어는 메시지를 생성합니다. 표준 형식, 여기에는 서비스 정보(헤더)와 전송된 데이터가 포함될 수 있습니다. 이 메시지는 대표 계층으로 전송됩니다. 프레젠테이션 계층은 헤더를 메시지에 추가하고 그 결과를 세션 계층으로 전달하고 세션 계층은 헤더를 추가하는 식으로 계속됩니다. 프로토콜의 일부 구현은 헤더뿐만 아니라 트레일러의 메시지 존재를 제공합니다. 마지막으로 메시지는 가장 낮은 물리적 계층에 도달하여 실제로 통신 회선을 통해 전송합니다.

메시지가 네트워크를 통해 다른 시스템에 도착하면 계층에서 계층으로 순차적으로 이동합니다. 각 수준은 해당 수준의 헤더를 분석, 처리 및 제거하고 이 수준에 해당하는 기능을 수행하고 메시지를 상위 수준으로 전달합니다.

"메시지"(메시지)라는 용어 외에도 네트워크 전문가가 데이터 교환 단위를 나타내는 데 사용하는 다른 이름이 있습니다. ISO 표준에서는 모든 수준의 프로토콜에 대해 "프로토콜 데이터 단위"(PDU)라는 용어를 사용합니다. 또한 프레임(frame), 패킷(packet), 데이터그램(datagram)이라는 명칭도 자주 사용된다.

ISO/OSI 모델의 레이어 기능

물리 계층: 이 계층은 동축 케이블, 트위스트 페어 또는 광케이블. 이 레벨은 대역폭, 노이즈 내성, 파동 임피던스 등과 같은 물리적 데이터 전송 매체의 특성과 관련이 있습니다. 동일한 수준에서 펄스의 전면에 대한 요구 사항, 전송된 신호의 전압 또는 전류 수준, 코딩 유형 및 신호 전송 속도와 같은 전기 신호의 특성이 결정됩니다. 또한 여기에서 커넥터의 종류와 각 핀의 용도가 표준화되어 있습니다.

물리 계층 기능은 네트워크에 연결된 모든 장치에서 구현됩니다. 컴퓨터 측에서 물리적 계층 기능은 네트워크 어댑터 또는 직렬 포트에 의해 수행됩니다.

물리 계층 프로토콜의 예는 10Base-T 이더넷 기술 사양으로, 특성 임피던스가 100옴, RJ-45 커넥터, 최대 물리적 세그먼트 길이가 100인 카테고리 3 비차폐 연선으로 사용되는 케이블을 정의합니다. 미터, 케이블의 데이터를 나타내는 맨체스터 코드, 환경 및 전기 신호의 기타 특성.

링크 계층: 물리 계층에서 비트는 단순히 전송됩니다. 이것은 통신 회선이 상호 작용하는 여러 쌍의 컴퓨터에 의해 교대로 사용(공유)되는 일부 네트워크에서 물리적 전송 매체가 사용 중일 수 있다는 점을 고려하지 않습니다. 따라서 링크 계층의 작업 중 하나는 전송 매체의 가용성을 확인하는 것입니다. 링크 계층의 또 다른 작업은 오류 감지 및 수정 메커니즘을 구현하는 것입니다. 이를 위해 데이터 링크 계층에서 비트는 프레임이라는 세트로 그룹화됩니다. 링크 계층은 각 프레임의 시작과 끝에 특별한 비트 시퀀스를 배치하여 각 프레임이 올바르게 전송되도록 하고, 또한 특정 방식으로 프레임의 모든 바이트를 합산하고 체크섬을 추가하여 체크섬을 계산합니다. 프레임에. 프레임이 도착하면 수신기는 수신된 데이터의 체크섬을 다시 계산하고 그 결과를 프레임의 체크섬과 비교합니다. 일치하면 프레임이 유효한 것으로 간주되어 수락됩니다. 체크섬이 일치하지 않으면 오류가 생성됩니다.

로컬 네트워크에서 사용되는 링크 계층 프로토콜은 컴퓨터 간의 특정 연결 구조와 주소 지정 방식을 가지고 있습니다. 링크 계층은 로컬 네트워크의 두 노드 간에 프레임 전달을 제공하지만 완전히 정의된 링크 토폴로지, 정확히 설계된 토폴로지가 있는 네트워크에서만 이를 수행합니다. LAN 링크 계층 프로토콜에서 지원하는 공통 버스, 링 및 스타 토폴로지는 공통입니다. 링크 계층 프로토콜의 예로는 이더넷, 토큰 링, FDDI, 100VG-AnyLAN 프로토콜이 있습니다.

일반 토폴로지가 거의 없는 광역 네트워크에서 데이터 링크 계층은 개별 통신 회선으로 연결된 두 개의 인접한 컴퓨터 간에 메시지 교환을 제공합니다. 점대점 프로토콜(이러한 프로토콜을 종종 호출함)의 예는 널리 사용되는 PPP 및 LAP-B 프로토콜입니다.

네트워크 수준 이 수준은 여러 네트워크를 종단 노드 간에 정보를 전송하기 위한 서로 다른 원칙과 결합하는 단일 전송 시스템을 형성하는 역할을 합니다. 로컬 네트워크의 예에서 네트워크 계층의 기능을 고려하십시오. 로컬 네트워크의 링크 계층 프로토콜은 적절한 네트워크의 모든 노드 간에 데이터 전달을 보장합니다. 전형적인 토폴로지. 이는 여러 엔터프라이즈 네트워크를 단일 네트워크로 결합하는 네트워크 또는 노드 간에 중복 링크가 있는 매우 안정적인 네트워크와 같이 개발된 구조로 네트워크를 구축하는 것을 허용하지 않는 매우 엄격한 제한입니다. 한편으로는 일반적인 토폴로지에 대한 데이터 전송 절차의 단순성을 유지하고 다른 한편으로는 임의의 토폴로지를 사용할 수 있도록 하기 위해 추가 네트워크 계층이 사용됩니다. 이 수준에서 "네트워크"의 개념이 도입됩니다. 이 경우 네트워크는 표준 일반 토폴로지 중 하나에 따라 상호 연결된 컴퓨터 집합으로 이해되고 데이터 전송을 위해 이 토폴로지에 대해 정의된 링크 계층 프로토콜 중 하나를 사용합니다.

따라서 네트워크 내에서 데이터 전달은 링크 계층에 의해 규제되지만 네트워크 간의 데이터 전달은 네트워크 계층에서 처리됩니다.

네트워크 계층 메시지가 호출됩니다. 패키지. 네트워크 수준에서 패킷 전달을 구성할 때 개념이 사용됩니다. "네트워크 번호". 이 경우 받는 사람의 주소는 네트워크 번호와 해당 네트워크의 컴퓨터 번호로 구성됩니다.

네트워크는 라우터라는 특수 장치에 의해 상호 연결됩니다. 라우터상호 연결 토폴로지에 대한 정보를 수집하고 이를 기반으로 네트워크 계층 패킷을 대상 네트워크로 전달하는 장치입니다. 한 네트워크에 있는 발신자로부터 다른 네트워크에 있는 수신자에게 메시지를 전송하려면 적절한 경로를 선택할 때마다 네트워크 간에 일정한 수의 전송 전송(홉)을 수행해야 합니다. 따라서 경로는 패킷이 통과하는 일련의 라우터입니다.

최적의 경로를 선택하는 문제를 라우팅그리고 그 솔루션은 네트워크 계층의 주요 작업입니다. 이 문제는 최단 경로가 항상 최선은 아니라는 사실로 인해 더욱 복잡해집니다. 종종 경로를 선택하는 기준은 이 경로를 따른 데이터 전송 시간이며, 시간이 지남에 따라 변할 수 있는 통신 채널의 대역폭과 트래픽 강도에 따라 다릅니다. 일부 라우팅 알고리즘은 부하 변경에 적응하려고 하는 반면, 다른 라우팅 알고리즘은 장기 평균을 기반으로 결정을 내립니다. 경로 선택은 전송 신뢰성과 같은 다른 기준을 기반으로 할 수도 있습니다.

네트워크 계층은 두 가지 종류의 프로토콜을 정의합니다. 첫 번째 유형은 노드에서 라우터로, 라우터 간에 종단 노드의 데이터가 포함된 패킷 전송에 대한 규칙의 정의를 나타냅니다. 네트워크 계층 프로토콜에 대해 이야기할 때 일반적으로 참조되는 것은 이러한 프로토콜입니다. 네트워크 계층에는 다음과 같은 다른 유형의 프로토콜도 포함됩니다. 라우팅 정보 교환 프로토콜. 라우터는 이러한 프로토콜을 사용하여 상호 연결 토폴로지에 대한 정보를 수집합니다. 네트워크 계층 프로토콜은 운영 체제의 소프트웨어 모듈과 라우터의 소프트웨어 및 하드웨어에 의해 구현됩니다.

네트워크 계층 프로토콜의 예로는 TCP/IP 스택의 IP 인터네트워킹 프로토콜과 Novell 스택의 IPX 패킷 인터네트워킹 프로토콜이 있습니다.

전송 계층: 보낸 사람에서 받는 사람으로 가는 도중에 패킷이 손상되거나 손실될 수 있습니다. 일부 응용 프로그램에는 자체 오류 처리 기능이 있지만 안정적인 연결을 즉시 처리하는 것을 선호하는 응용 프로그램도 있습니다. 전송 계층의 역할은 스택의 상위 계층(응용 프로그램 및 세션)이 필요한 수준의 안정성으로 데이터를 전송하도록 하는 것입니다. OSI 모델은 전송 계층에서 제공하는 5가지 서비스 클래스를 정의합니다. 이러한 유형의 서비스는 제공되는 서비스의 품질이 다릅니다. 긴급성, 중단된 통신을 복원하는 기능, 공통 전송 프로토콜을 통해 서로 다른 애플리케이션 프로토콜 간의 다중 연결을 위한 다중화 기능의 가용성, 가장 중요한 것은 탐지 및 수정 기능입니다. 패킷의 왜곡, 손실 및 복제와 같은 전송 오류.

전송 계층의 서비스 클래스 선택은 신뢰성을 보장하는 작업이 전송 계층보다 높은 응용 프로그램 자체 및 프로토콜에 의해 해결되는 정도에 따라 결정됩니다. 선택은 전체 데이터 전송 시스템이 온라인에 얼마나 안정적인지에 달려 있습니다. 따라서 예를 들어 통신 채널의 품질이 매우 높고 하위 계층 프로토콜에서 감지되지 않는 오류가 발생할 확률이 낮으면 많은 부담이 되지 않는 경량 전송 계층 서비스 중 하나를 사용하는 것이 합리적입니다. 검사, 핸드셰이킹 및 기타 신뢰성 향상 방법. 차량이 처음에 매우 신뢰할 수 없는 경우 오류 감지 및 제거를 위한 최대 수단(논리적 연결의 사전 설정 사용, 체크섬 및 순환 번호 지정을 사용한 메시지 전달 제어 사용)을 사용하여 작동하는 가장 개발된 전송 계층 서비스로 전환하는 것이 좋습니다. 패킷 전송 시간 초과 설정 등

일반적으로 전송 계층 이상에서 시작하는 모든 프로토콜은 네트워크 운영 체제의 구성 요소인 네트워크 끝 노드의 소프트웨어에 의해 구현됩니다. 전송 프로토콜의 예로는 TCP/IP 스택의 TCP 및 UDP 프로토콜과 Novell 스택의 SPX 프로토콜이 있습니다.

세션 계층 세션 계층은 현재 활성 상태인 쪽을 추적하기 위해 대화 제어를 제공하고 동기화 수단도 제공합니다. 후자를 사용하면 긴 전송에 체크포인트를 삽입할 수 있으므로 실패할 경우 처음부터 다시 시작하는 대신 마지막 체크포인트로 돌아갈 수 있습니다. 실제로 세션 계층을 사용하는 응용 프로그램은 거의 없으며 거의 구현되지 않습니다.

프레젠테이션 계층: 이 계층은 응용 프로그램 계층에서 전달된 정보가 다른 시스템의 응용 프로그램 계층에서 이해될 수 있도록 보장합니다. 필요한 경우 프리젠테이션 계층은 데이터 형식을 일반적인 프리젠테이션 형식으로 변환하고 이에 따라 수신에서 역변환을 수행합니다. 따라서 애플리케이션 계층은 예를 들어 데이터 표현의 구문적 차이를 극복할 수 있습니다. 이 수준에서 데이터 암호화 및 암호 해독을 수행할 수 있으므로 모든 응용 프로그램 서비스에 대해 즉시 데이터 교환의 비밀이 보장됩니다. 프레젠테이션 계층에서 작동하는 프로토콜의 예로는 TCP/IP 스택의 응용 프로그램 계층 프로토콜에 대한 보안 메시징을 제공하는 SSL(Secure Socket Layer) 프로토콜이 있습니다.

응용 프로그램 계층 응용 프로그램 계층은 실제로 네트워크 사용자가 파일, 프린터 또는 하이퍼텍스트 웹 페이지와 같은 공유 리소스에 액세스하고 이메일 프로토콜을 사용하여 공동 작업을 구성하는 데 사용하는 다양한 프로토콜 집합입니다. 응용 계층이 작동하는 데이터 단위는 일반적으로 메시지 .

매우 다양한 응용 계층 프로토콜이 있습니다. 다음은 가장 일반적인 파일 서비스 구현의 몇 가지 예입니다. Novell NetWare 운영 체제의 NCP, SMB 마이크로소프트 윈도우 TCP/IP 스택의 일부인 NT, NFS, FTP 및 TFTP.

OSI 모델은 매우 중요하지만 많은 통신 모델 중 하나일 뿐입니다. 이러한 모델 및 관련 프로토콜 스택은 계층 수, 기능, 메시지 형식, 상위 계층에서 제공되는 서비스 및 기타 매개변수가 다를 수 있습니다.

널리 사용되는 통신 프로토콜 스택의 기능

따라서 네트워크에서 컴퓨터의 상호 작용은 메시지 및 형식을 교환하기 위한 특정 규칙, 즉 특정 프로토콜에 따라 발생합니다. 네트워크 노드 간의 상호 작용 문제를 해결하기 위해 계층적으로 구성된 프로토콜 집합을 통신 프로토콜 스택이라고 합니다.

네트워크에서 널리 사용되는 많은 프로토콜 스택이 있습니다. 이들은 국제 및 국가 표준인 스택과 특정 회사의 장비 보급으로 인해 보편화된 브랜드 스택입니다. 널리 사용되는 프로토콜 스택의 예로는 Novell의 IPX/SPX 스택이 있습니다. 인터넷 네트워크 UNIX 운영 체제, ISO OSI 스택, Digital Equipment Corporation의 DECnet 스택 등을 기반으로 하는 많은 네트워크.

네트워크에서 하나 이상의 통신 프로토콜 스택을 사용하면 네트워크의 면과 특성이 크게 결정됩니다. 소규모 네트워크에서는 하나의 스택만 사용할 수 있습니다. 서로 다른 네트워크를 결합한 대기업 네트워크에서는 일반적으로 여러 스택이 병렬로 사용됩니다.

통신 장비는 상위 계층 프로토콜보다 표준화된 하위 계층 프로토콜을 구현하며, 이는 서로 다른 제조업체의 장비 간의 성공적인 상호 운용성을 위한 전제 조건입니다. 특정 통신 장치에서 지원하는 프로토콜 목록은 이 장치의 가장 중요한 특성 중 하나입니다.

컴퓨터는 네트워크 운영 체제의 해당 소프트웨어 요소 형태로 통신 프로토콜을 구현합니다. 예를 들어 링크 수준 프로토콜은 일반적으로 네트워크 어댑터 드라이버로 구현되고 상위 수준 프로토콜은 네트워크 서비스의 서버 및 클라이언트 구성 요소 형태입니다.

특정 운영 체제의 환경에서 잘 작동하는 능력은 통신 장비의 중요한 특성입니다. NetWare 또는 UNIX 네트워크에서 작동하도록 특별히 설계된 네트워크 어댑터 또는 허브에 대한 광고에서 종종 읽을 수 있습니다. 이는 하드웨어 개발자가 이 네트워크 운영 체제에서 사용되는 프로토콜에 대해 또는 이러한 프로토콜이 다른 운영 체제에서 사용되는 경우 구현 버전에 대해 특성을 최적화했음을 의미합니다. 다양한 운영 체제에서 프로토콜 구현의 특성으로 인해 통신 장비의 특성 중 하나는 이 운영 체제 환경에서 작동할 수 있는 능력에 대한 인증입니다.

물리적 및 채널의 하위 수준에서는 거의 모든 스택이 동일한 프로토콜을 사용합니다. 이들은 잘 표준화된 이더넷, 토큰 링, FDDI 및 모든 네트워크에서 동일한 장비를 사용할 수 있는 기타 프로토콜입니다.

네트워크의 프로토콜과 기존 표준 스택의 상위 계층은 매우 다양하며 일반적으로 ISO 모델에서 권장하는 계층화에 해당하지 않습니다. 특히 이러한 스택에서는 세션 및 프레젠테이션 계층의 기능이 응용 프로그램 계층과 가장 많이 결합됩니다. 이러한 불일치는 ISO 모델이 이미 존재하고 실제로 사용되는 스택의 일반화의 결과로 나타났으며 그 반대의 경우가 아니라는 사실에 기인합니다.

OSI 스택

OSI 프로토콜 스택과 OSI 모델을 구분해야 합니다. OSI 모델이 개념적으로 개방형 시스템의 상호 작용 절차를 정의하고 작업을 7개의 수준으로 분해하고 각 수준의 목적을 표준화하고 수준에 대한 표준 이름을 도입하는 반면 OSI 스택은 합의된 프로토콜 스택. 이 프로토콜 스택은 GOSIP 프로그램에서 미국 정부의 지원을 받습니다. 모두 컴퓨터 네트워크 1990년 이후 정부 시설은 OSI 스택을 직접 지원하거나 향후 해당 스택으로 마이그레이션할 수단을 제공해야 합니다. 그러나 OSI 스택은 자체 프로토콜을 사용하는 오래된 네트워크가 유럽에 설치되어 있지 않기 때문에 미국보다 유럽에서 더 인기가 있습니다. 또한 유럽에는 여러 국가가 있기 때문에 공통 스택에 대한 강력한 필요성이 있습니다.

이것은 제조업체와 무관한 국제 표준입니다. 기업, 파트너 및 공급업체 간의 상호 운용성을 제공할 수 있습니다. 이 상호 작용은 주소 지정, 이름 지정 및 데이터 보안 문제로 인해 복잡합니다. OSI 스택의 이러한 모든 문제는 부분적으로 해결됩니다. OSI 프로토콜은 많은 CPU 처리 능력을 필요로 하므로 네트워크보다는 강력한 시스템에 더 적합합니다. 개인용 컴퓨터. 대부분의 조직은 현재 OSI 스택으로의 전환을 계획하고 있습니다. 이 방향으로 일하는 사람들 중에는 미 해군과 NFSNET이 있습니다. OSI를 지원하는 가장 큰 제조업체 중 하나는 AT&T입니다. Stargroup 네트워크는 전적으로 OSI 스택을 기반으로 합니다.

분명한 이유로 OSI 스택은 다른 표준 스택과 달리 OSI 상호 운용성 모델을 완전히 준수하며 개방형 시스템 상호 연결 모델의 7개 계층 모두에 대한 사양을 포함합니다(그림 1.3).

쌀. 1.3. OSI 스택

에 OSI 스택은 이더넷, 토큰 링, FDDI, LLC, X.25 및 ISDN 프로토콜을 지원합니다. 이러한 프로토콜은 매뉴얼의 다른 섹션에서 자세히 설명합니다.

서비스 네트워크, 전송 및 세션수준 OSI 스택에서도 사용할 수 있지만 그다지 일반적이지 않습니다. 네트워크 계층은 비연결 및 비연결 프로토콜을 모두 구현합니다. OSI 스택의 전송 프로토콜은 OSI 모델에 정의된 기능에 따라 연결 지향 네트워크 서비스와 비연결 네트워크 서비스 간의 차이점을 숨겨 기본 네트워크 계층에 관계없이 사용자가 원하는 서비스 품질을 받을 수 있도록 합니다. 이를 보장하기 위해 전송 계층은 사용자가 원하는 서비스 품질을 지정하도록 요구합니다. 오류 허용 정도와 오류 발생 후 데이터 복구 요구 사항이 다른 가장 낮은 클래스 0에서 가장 높은 클래스 4까지 5개의 전송 서비스 클래스가 정의됩니다.

서비스 응용 계층 파일 전송, 터미널 에뮬레이션, 디렉토리 서비스 및 메일이 포함됩니다. 이 중 가장 유망한 것은 디렉토리 서비스(X.500 표준), 이메일(X.400), 가상 터미널 프로토콜(VT), 파일 전송, 액세스 및 제어 프로토콜(FTAM), 전송 및 작업 제어 프로토콜( JTM). 에 최근 ISO는 최고 수준의 서비스에 노력을 집중했습니다.

X.400
전자 메시지 전달 시스템을 설명하는 CCITT(International Consultative Committee on Telegraphy and Telephony) 권장 사항 모음입니다. 현재까지 X.400 권장 사항은 가장 널리 사용되는 메시징 프로토콜입니다. X.400 권장 사항은 메시징 시스템의 모델, 이 시스템의 모든 구성 요소 간의 상호 작용을 위한 프로토콜, 다양한 유형의 메시지 및 보낸 사람이 보낸 각 유형의 메시지에 대해 갖는 기능을 설명합니다.

X.400 권장 사항은 액세스 제어, 고유한 시스템 메시지 식별자 유지 관리, 이유가 있는 메시지 배달 또는 배달 못 함 알림, 메시지 내용 유형 표시, 메시지 내용 변환 표시, 전송과 같이 사용자에게 제공되어야 하는 최소한의 필수 서비스 집합을 정의합니다. 및 배달 타임스탬프, 배달 범주 선택(긴급, 비긴급, 정상), 멀티캐스트 배달, 배달 지연(특정 시점까지), 텔렉스 및 팩스 서비스와 같은 호환되지 않는 메일 시스템과의 상호 운용을 위한 콘텐츠 변환, 쿼리 특정 메시지가 전달되었는지 여부, 중첩된 구조를 가질 수 있는 메일링 리스트, 비대칭 공개 키 암호 시스템을 기반으로 하는 무단 액세스로부터 메시지를 보호하는 수단.

권고의 목적 X.500글로벌 헬프 데스크 표준의 개발입니다. 메시지를 전달하는 과정은 수신자의 주소에 대한 지식이 필요하며 이는 대규모 네트워크의 문제이므로 발신자와 수신자의 주소를 알 수 있도록 지원하는 헬프 데스크가 필요합니다. 일반적으로 X.500 서비스는 이름과 주소의 분산 데이터베이스입니다. 모든 사용자는 특정 속성 집합을 사용하여 이 데이터베이스에 로그인할 수 있습니다.

다음 작업은 이름 및 주소 데이터베이스에서 정의됩니다.

읽기 - 알려진 이름으로 주소 가져오기,
쿼리 - 알려진 주소 속성에서 이름 가져오기,
데이터베이스의 레코드 제거 및 추가를 포함한 수정.

X.500 권장 사항을 구현하는 데 있어 주요 과제는 전 세계적인 참조 서비스라고 주장하는 이 프로젝트의 범위에서 비롯됩니다. 따라서 X.500 권장 사항을 구현하는 소프트웨어는 매우 번거롭고 하드웨어 성능에 대한 요구 사항이 높습니다.

규약 VT다양한 터미널 에뮬레이션 프로토콜 간의 비호환성 문제를 해결합니다. 현재 IBM PC 호환 개인용 컴퓨터 사용자는 VAX, IBM 3090 및 HP9000 컴퓨터와 동시에 작동하기 위해 세 가지 다른 터미널 에뮬레이션 프로그램을 구입해야 합니다. 다양한 방식다른 프로토콜을 사용합니다. 모든 호스트 컴퓨터에 ISO 터미널 에뮬레이션 프로토콜 소프트웨어가 있는 경우 사용자는 VT 프로토콜을 지원하는 하나의 프로그램만 있으면 됩니다. 표준에서 ISO는 널리 사용되는 터미널 에뮬레이션 기능을 축적했습니다.

파일 전송은 가장 일반적인 컴퓨터 서비스입니다. 로컬 및 원격 파일에 대한 액세스는 모든 애플리케이션에 필요합니다. 텍스트 편집기, 이메일, 데이터베이스 또는 원격 실행 프로그램. ISO는 프로토콜에서 이러한 서비스를 제공합니다. FTAM. X.400 표준과 함께 OSI 스택에서 가장 널리 사용되는 표준입니다. FTAM은 파일 내용을 지역화하고 액세스하기 위한 기능을 제공하며 파일 내용을 삽입, 교체, 확장 및 지우기 위한 일련의 지시문을 포함합니다. FTAM은 또한 파일 생성, 삭제, 읽기, 열기, 닫기 및 속성 선택을 포함하여 파일 전체를 조작할 수 있는 기능을 제공합니다.

전송 및 작업 제어 프로토콜 JTM사용자가 호스트 컴퓨터에서 완료할 작업을 제출할 수 있습니다. 작업 전송을 제공하는 작업 제어 언어는 호스트 컴퓨터에 무엇을 하고 어떤 프로그램과 파일을 사용하는지 알려줍니다. JTM 프로토콜은 기존의 일괄 처리, 트랜잭션 처리, 원격 작업 입력 및 분산 데이터베이스에 대한 액세스를 지원합니다.

TCP/IP 스택

DoD 스택 및 인터넷 스택이라고도 하는 TCP/IP 스택은 가장 인기 있고 유망한 통신 프로토콜 스택 중 하나입니다. 현재 주로 UNIX 네트워크에 배포되고 있다면 최신 버전의 개인용 컴퓨터용 네트워크 운영 체제(Windows NT, NetWare)에서 구현하는 것이 TCP/IP 스택 설치 수의 급격한 증가를 위한 좋은 전제 조건입니다. .

스택은 이기종 컴퓨팅 환경을 위한 공통 프로토콜 세트로서 실험적 ARPAnet 네트워크를 다른 위성 네트워크와 연결하기 위해 20년 이상 전에 미국 국방부(국방부, DoD)의 주도로 개발되었습니다. ARPA 네트워크는 군사 분야의 개발자와 연구원을 지원했습니다. ARPA 네트워크에서 두 컴퓨터 간의 통신은 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하여 수행되었으며, 이는 오늘날까지 TCP/IP 스택의 주요 기능 중 하나이며 스택 이름으로 나타납니다.

University of Berkeley는 UNIX OS 버전에서 스택 프로토콜을 구현하여 TCP/IP 스택 개발에 크게 기여했습니다. UNIX 운영 체제의 광범위한 채택은 IP 프로토콜 및 기타 스택 프로토콜의 광범위한 채택으로 이어졌습니다. 이 스택은 또한 IETF(Internet Engineering Task Force)가 RFC 사양의 형태로 게시된 스택 표준 개발의 주요 기여자인 인터넷에서도 사용됩니다.

TCP/IP 스택은 ISO/OSI 개방형 시스템 연동 모델이 도래하기 전에 개발되었기 때문에 계층 구조를 가지고 있기는 하지만 TCP/IP 스택의 수준과 OSI 모델의 수준 간의 일치는 다소 임의적입니다. .

TCP/IP 프로토콜의 구조는 그림 1.4와 같습니다. TCP/IP 프로토콜은 4개의 계층으로 나뉩니다.

쌀. 1.4. TCP/IP 스택

가장 낮은 ( 레벨 IV ) - 게이트웨이 인터페이스 수준 - OSI 모델의 물리적 및 데이터 링크 계층에 해당합니다. 이 레벨은 TCP/IP 프로토콜에서 규제되지 않지만 모든 대중적인 물리적 및 데이터 링크 레벨 표준을 지원합니다. 로컬 채널의 경우 이더넷, 토큰 링, FDDI, WAN 직렬 링크를 통한 지점 간 연결 및 X. 25 및 ISDN 영역 네트워크 프로토콜. 용도를 정의하는 특수 사양도 개발되었습니다. ATM 기술링크 계층 전송으로.

다음 레벨 ( 레벨 III )는 다양한 근거리 통신망, X.25 territorial network, ad hoc 링크 등을 사용하여 데이터그램의 전송을 처리하는 인터네트워킹 계층이다. 네트워크 계층의 주요 프로토콜(OSI 모델 측면에서)로서 사용되는 프로토콜 스택에서 IP, 원래 로컬 및 글로벌 링크로 통합된 다수의 로컬 네트워크로 구성된 복합 네트워크에서 패킷을 전송하기 위한 프로토콜로 설계되었습니다. 따라서 IP 프로토콜은 복잡한 토폴로지를 가진 네트워크에서 잘 작동하며 합리적으로 하위 시스템의 존재를 사용하고 저속 통신 회선의 대역폭을 경제적으로 소비합니다. IP 프로토콜은 데이터그램 프로토콜입니다.

인터네트워킹 계층에는 라우팅 정보 수집을 위한 프로토콜과 같은 라우팅 테이블의 편집 및 수정과 관련된 모든 프로토콜도 포함됩니다. 삼가 고인의 명복을 빕니다(라우팅 인터넷 프로토콜) 및 OSPF(Open Shortest Path First) 및 인터넷 제어 메시지 프로토콜 ICMP(인터넷 제어 메시지 프로토콜). 후자의 프로토콜은 라우터와 게이트웨이, 소스 시스템과 수신기 시스템 간에 오류에 대한 정보를 교환하도록 설계되었습니다. 즉, 피드백을 구성합니다. 특수한 ICMP 패킷의 도움으로 패킷 전달 불가능, 프래그먼트에서 패킷 어셈블리의 수명 또는 지속 시간 초과, 비정상적인 매개 변수 값, 전달 경로 및 서비스 유형 변경, 상태에 대해 보고됩니다. 시스템 등의

다음 레벨 ( 레벨 II) 기본이라고 합니다. 전송 제어 프로토콜은 이 수준에서 작동합니다. TCP(전송 제어 프로토콜) 및 사용자 데이터그램 프로토콜 UDP(사용자 데이터그램 프로토콜). TCP 프로토콜은 원격 응용 프로그램 프로세스 간에 안정적인 가상 연결을 제공합니다. UDP 프로토콜가상 연결을 설정하지 않고 데이터그램 방식으로 애플리케이션 패킷을 전송하므로 TCP보다 오버헤드가 적습니다.

상위 레벨( 레벨 I) 적용이라고 합니다. 다양한 국가 및 조직의 네트워크에서 수년 동안 TCP / IP 스택은 많은 프로토콜과 응용 프로그램 수준 서비스를 축적했습니다. 여기에는 FTP 파일 복사 프로토콜, 텔넷 터미널 에뮬레이션 프로토콜, 메일과 같이 일반적으로 사용되는 프로토콜이 포함됩니다. SMTP 프로토콜, 인터넷 및 러시아 지사 RELCOM의 전자 메일에 사용되는 WWW 및 기타 여러 정보와 같은 원격 정보에 액세스하기 위한 하이퍼텍스트 서비스입니다. 이 과정의 주제와 가장 밀접하게 관련된 몇 가지에 대해 더 자세히 설명하겠습니다.

규약 SNMP(단순 네트워크 관리 프로토콜)은 네트워크 관리를 구성하는 데 사용됩니다. 여기서 제어 문제는 두 가지 작업으로 나뉩니다. 첫 번째 작업은 정보 전송과 관련이 있습니다. 제어 정보 전송 프로토콜은 관리자의 호스트에서 실행되는 서버와 클라이언트 프로그램 간의 상호 작용 절차를 정의합니다. 클라이언트와 서버 간에 교환되는 메시지 형식과 이름 및 주소 형식을 정의합니다. 두 번째 작업은 제어 데이터와 관련이 있습니다. 표준은 게이트웨이에 저장 및 축적되어야 하는 데이터, 이 데이터의 이름 및 이러한 이름의 구문을 제어합니다. SNMP 표준은 네트워크 관리 정보 데이터베이스의 사양을 정의합니다. MIB(Management Information Base)라고 하는 이 사양은 호스트 또는 게이트웨이가 저장해야 하는 데이터 요소와 이에 대해 허용되는 작업을 정의합니다.

파일 전송 프로토콜 FTP(파일 전송 프로토콜)은 원격 파일 액세스를 구현합니다. 안정적인 전송을 보장하기 위해 FTP는 연결 지향 프로토콜인 TCP를 전송으로 사용합니다. FTP는 파일 전송 프로토콜 외에도 다른 서비스를 제공합니다. 따라서 사용자는 원격 시스템과 상호 작용할 수 있는 기회가 주어집니다. 예를 들어 사용자는 해당 디렉토리의 내용을 인쇄할 수 있고 FTP를 사용하면 저장된 데이터의 유형과 형식을 지정할 수 있습니다. 마지막으로 FTP는 사용자 인증을 수행합니다. 사용자는 프로토콜에 따라 파일에 액세스하기 전에 사용자 이름과 암호를 제공해야 합니다.

TCP/IP 스택 내에서 FTP는 가장 광범위한 파일 서비스를 제공하지만 프로그래밍하기 가장 복잡합니다. FTP의 모든 기능이 필요하지 않은 응용 프로그램은 가장 간단한 파일 전송 프로토콜인 보다 경제적인 또 다른 프로토콜을 사용할 수 있습니다. TFTP(사소한 파일 전송 프로토콜). 이 프로토콜은 파일 전송만 구현하며 TCP보다 간단한 UDP인 비연결형 프로토콜을 전송으로 사용합니다.

규약 텔넷프로세스 사이 및 프로세스와 터미널 사이에 바이트 스트림을 제공합니다. 대부분 이 프로토콜은 원격 컴퓨터의 터미널을 에뮬레이트하는 데 사용됩니다.

IPX/SPX 스택

이 스택은 1980년대 초 NetWare 네트워크 운영 체제용으로 개발한 Novell의 원래 프로토콜 스택입니다. 스택에 이름을 부여한 IPX(Internetwork Packet Exchange) 및 SPX(Sequenced Packet Exchange) 프로토콜은 IPX/SPX보다 훨씬 덜 일반적인 Xerox의 XNS 프로토콜을 직접 적용한 것입니다. IPX/SPX 프로토콜은 설치 측면에서 선두를 달리고 있으며, 이는 NetWare OS 자체가 전 세계적으로 약 65%의 설치 점유율로 선두 위치를 차지하기 때문입니다.

Novell 프로토콜 제품군과 ISO/OSI 모델에 대한 대응은 그림 1.5에 나와 있습니다.

쌀. 1.5. IPX/SPX 스택

에 물리적 및 데이터 링크 계층 Novell 네트워크는 이러한 수준(이더넷, 토큰 링, FDDI 및 기타)의 모든 인기 있는 프로토콜을 사용합니다.

에 네트워크 계층 Novell 스택에서 실행되는 프로토콜 IPX, 라우팅 정보 교환 프로토콜 뿐만 아니라 삼가 고인의 명복을 빕니다그리고 NLSP(TCP/IP 스택의 OSPF 프로토콜과 유사). IPX는 Novell 네트워크에서 패킷의 주소 지정 및 라우팅을 처리하는 프로토콜입니다. IPX의 라우팅 결정은 패킷 헤더의 주소 필드와 라우팅 정보 교환 프로토콜의 정보를 기반으로 합니다. 예를 들어, IPX는 RIP 또는 NLSP(NetWare Link State Protocol)에서 제공하는 정보를 사용하여 패킷을 대상 컴퓨터나 다음 라우터로 전달합니다. IPX 프로토콜은 컴퓨팅 리소스를 절약하는 데이터그램 메시징만 지원합니다. 따라서 IPX 프로토콜은 주소 설정, 경로 설정 및 데이터그램 브로드캐스트의 세 가지 기능을 수행합니다.

Novell 스택에서 OSI 모델의 전송 계층은 연결 지향 메시징을 구현하는 SPX 프로토콜에 해당합니다.

상단에 애플리케이션, 프레젠테이션 및 세션 수준 NCP 및 SAP 프로토콜이 작동합니다. 규약 NCP(NetWare Core Protocol)은 NetWare 서버와 워크스테이션 셸 간의 통신을 위한 프로토콜입니다. 이 응용 프로그램 계층 프로토콜은 OSI 모델의 상위 계층에서 클라이언트-서버 아키텍처를 구현합니다. 이 프로토콜의 기능을 사용하여 워크스테이션은 서버에 연결하고, 서버 디렉토리를 로컬 드라이브 문자에 매핑하고, 서버의 파일 시스템을 스캔하고, 삭제된 파일, 속성 등을 변경하고 워크스테이션 간에 네트워크 프린터를 공유합니다.

(서비스 광고 프로토콜) - 서비스 발표 프로토콜 - 개념적으로 RIP 프로토콜과 유사합니다. 비슷하다 RIP 프로토콜라우터가 라우팅 정보를 교환할 수 있도록 하고 SAP 프로토콜을 사용하면 네트워크 장치가 사용 가능한 네트워크 서비스에 대한 정보를 교환할 수 있습니다.

서버와 라우터는 SAP를 사용하여 서비스와 네트워크 주소를 광고합니다. SAP 프로토콜을 사용하면 네트워크 장치가 현재 네트워크에서 사용할 수 있는 서비스를 지속적으로 업데이트할 수 있습니다. 시작 시 서버는 SAP를 사용하여 네트워크의 나머지 부분에 서비스를 알립니다. 서버가 종료되면 SAP를 사용하여 서비스가 종료되었음을 네트워크에 알립니다.

Novell 네트워크에서 NetWare 3.x 서버는 1분마다 SAP 브로드캐스트 패킷을 보냅니다. SAP 패킷은 네트워크를 크게 오염시키므로 글로벌 링크로 이동하는 라우터의 주요 작업 중 하나는 SAP 패킷 및 RIP 패킷의 트래픽을 필터링하는 것입니다.

IPX/SPX 스택의 특성은 NetWare OS의 특성, 즉 적당한 리소스를 가진 개인용 컴퓨터로 구성된 소규모 로컬 네트워크에서 작동하는 초기 버전(최대 4.0)의 방향 때문입니다. 따라서 Novell은 구현하기 위해 최소 양의 RAM(MS-DOS를 실행하는 IBM 호환 컴퓨터에서 640KB로 제한됨)이 필요하고 컴퓨팅 성능이 낮은 프로세서에서 빠르게 실행되는 프로토콜이 필요했습니다. 결과적으로 최근까지 IPX/SPX 스택의 프로토콜은 이 스택의 여러 프로토콜에서 많이 사용되는 브로드캐스트 패킷으로 느린 글로벌 링크에 과부하가 걸리기 때문에 로컬 네트워크에서는 잘 작동했지만 대기업 네트워크에서는 잘 작동하지 않았습니다(예: , 클라이언트와 서버 간의 통신을 설정합니다.

이러한 상황과 IPX/SPX 스택이 Novell의 소유이고 Novell로부터 라이센스를 받아야 한다는 사실 때문에 NetWare 네트워크로의 배포가 오랫동안 제한되었습니다. 그러나 NetWare 4.0이 출시될 즈음 Novell은 회사 네트워크에 더 적합하도록 프로토콜을 크게 변경했으며 계속해서 만들고 있습니다. 이제 IPX/SPX 스택은 NetWare뿐만 아니라 SCO UNIX, Sun Solaris, Microsoft Windows NT와 같은 여러 인기 있는 네트워크 운영 체제에서도 구현됩니다.

NetBIOS/SMB 스택

마이크로소프트와 IBM은 네트워크 수단개인용 컴퓨터의 경우 NetBIOS/SMB 프로토콜 스택이 공동 발명품입니다. NetBIOS 도구는 응용 프로그램 수준(그림 1.6)에서 SMB(Server Message Block)를 사용하는 IBM PC 네트워크 네트워크 프로그램을 위한 IBM PC 기본 입/출력 시스템(BIOS)의 표준 기능의 네트워크 확장으로 1984년에 나타났습니다. ) 네트워크 서비스를 구현하는 프로토콜.

쌀. 1.6. NetBIOS/SMB 스택

규약 넷바이오스개방형 시스템 상호 작용 모델의 세 가지 수준에서 작동합니다. 네트워크, 전송 및 세션. NetBIOS는 그 이상을 제공할 수 있습니다. 높은 레벨 IPX 및 SPX 프로토콜보다 빠르지만 라우팅 기능이 없습니다. 따라서 NetBIOS는 엄밀한 의미의 네트워크 프로토콜이 아닙니다. NetBIOS에는 네트워크, 전송 및 세션 계층에 기인할 수 있는 많은 유용한 네트워킹 기능이 포함되어 있지만 NetBIOS 프레임 교환 프로토콜이 네트워크와 같은 개념을 도입하지 않기 때문에 패킷을 라우팅하는 데 사용할 수 없습니다. 이것은 사용을 제한합니다 NetBIOS 프로토콜 로컬 네트워크서브넷으로 분할되지 않습니다. NetBIOS는 데이터그램과 연결 기반 교환을 모두 지원합니다.

규약 중소기업, OSI 모델의 애플리케이션 및 프리젠테이션 계층에 해당하는 는 워크스테이션과 서버의 상호 작용을 규제합니다. SMB 기능에는 다음 작업이 포함됩니다.

세션 관리. 워크스테이션과 파일 서버의 네트워크 리소스 간에 논리 채널을 만들고 끊습니다.
파일 액세스. 워크스테이션은 디렉토리 생성 및 삭제, 파일 생성, 열기 및 닫기, 파일 읽기 및 쓰기, 파일 이름 변경 및 삭제, 파일 검색, 파일 속성 가져오기 및 설정, 레코드 차단에 대한 요청으로 파일 서버를 처리할 수 있습니다.
인쇄 서비스입니다. 워크스테이션은 서버에서 인쇄하기 위해 파일을 대기열에 넣고 인쇄 대기열에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.
메시지 서비스. SMB는 다음과 같은 기능으로 단순 메시징을 지원합니다. 브로드캐스트 메시지를 보내십시오. 메시지 블록의 시작 부분을 보냅니다. 메시지 블록의 텍스트를 보냅니다. 메시지 블록의 끝을 보냅니다. 사용자 이름 보내기; 전송을 취소합니다. 머신 이름을 가져옵니다.

NetBIOS에서 제공하는 API를 사용하는 많은 응용 프로그램 때문에 많은 네트워크 운영 체제는 이러한 기능을 전송 프로토콜에 대한 인터페이스로 구현합니다. NetWare에는 IPX 프로토콜을 기반으로 NetBIOS 기능을 에뮬레이트하는 프로그램이 있으며 Windows NT용 NetBIOS 소프트웨어 에뮬레이터와 TCP/IP 스택이 있습니다.

이 귀중한 지식이 왜 필요합니까? (사설)

한번은 동료가 나에게 어려운 질문을 했다. 글쎄, 그는 OSI 모델이 무엇인지 알고 있습니다 ... 그리고 왜 그것을 필요로합니까?이 지식의 실제적인 용도는 무엇입니까? 인형 앞에서 과시하는 것이 가능합니까? 사실이 아닙니다. 이 지식의 이점은 많은 실제 문제를 해결하기 위한 체계적인 접근 방식입니다. 예를 들어:

문제 해결 (

문제 해결)

사용자(단순한 친구)가 관리자(숙련된 네트워크 사용자)로 귀하에게 와서 말합니다. "여기에 "연결되지 않음"이 있습니다. 여기에는 네트워크 및 모든 것이 없습니다. 당신은 이해하기 시작합니다. 그래서 이웃을 관찰한 경험을 바탕으로 "심장으로 OSI 모델을 인식하지 못하는" 사람의 행동은 특징적인 혼돈이 특징인 것으로 나타났습니다. 철사가 당기거나 무언가가 갑자기 들어올 것입니다. 브라우저에서. 그리고 이것은 종종 방향없이 움직이면 그러한 "전문가"가 문제 영역을 제외하고는 무엇이든 어디에서나 끌어 당겨 자신과 다른 사람들의 많은 시간을 죽인다는 사실로 이어집니다. 상호작용의 수준의 존재를 깨달을 때, 움직임은 더 일관될 것입니다. 그리고 시작점이 다를 수 있지만(각 책마다 권장 사항이 약간 다름) 문제 해결의 일반적인 논리적 전제는 다음과 같습니다. 레벨 X에서 상호 작용이 올바르게 수행되면 레벨 X-1에서, 또한 모든 것이 정상일 가능성이 높습니다. 적어도 각각의 특정 순간시각. IP 네트워크에서 문제 해결을 생성하면서 개인적으로 DOD 스택의 두 번째 수준에서 "파기"를 시작합니다. 또한 OSI의 세 번째 수준이며 인터넷 프로토콜이기도 합니다. 첫째, "환자의 피상적인 진찰"을 하는 것이 가장 쉽기 때문에(환자가 반응하지 않는 것보다 반응할 가능성이 더 높음), 둘째, 신에게 감사하면 그가 응답하면 테스트 케이블로 불쾌한 조작을 버릴 수 있습니다. , 네트워크 카드 및 대결 및 기타 즐거운 것들;) 특히 어려운 경우에도 여전히 첫 번째 수준에서 가장 심각한 방법으로 시작해야 합니다.

동료들과의 교감

이 점을 설명하기 위해 나는 당신에게 그러한 삶의 자전거를 예로 들 것입니다. 어느 날 작은 회사의 친구가 네트워크가 제대로 작동하지 않는 이유를 알아내고 이 문제에 대해 몇 가지 권장 사항을 제공하기 위해 나를 방문하도록 초대했습니다. 나는 사무실에 온다. 그리고 거기에는 오래된 전통에 따라 "프로그래머"라고 불리는 관리자가 있습니다(사실 그는 주로 FoxPro를 취급합니다.) - 페레스트로이카 이전 강화 IT 전문가입니다. 글쎄, 나는 그에게 어떤 종류의 네트워크를 가지고 있는지 묻습니다. 그는: "무슨 말씀이세요? 그냥 네트워크입니다." 일반적으로 네트워크는 네트워크입니다. 글쎄, 나는 주요한 질문이 있습니다. 네트워크 수준에서 어떤 프로토콜이 사용됩니까? 그는 "여기가 어디입니까?" 나는 분명히 합니다: "글쎄요, IP나 IPX나 뭐..." "오," 그는 "그렇게 생각합니다: IPX/다른 것!"이라고 말했습니다. 그건 그렇고, 당신이 눈치 챘을 수도 있는 "거기 뭔가"는 네트워크 수준에서 조금 더 높은 위치에 있습니다. 글쎄요, 그게 요점이 아닙니다... 말하건대 그는 이 네트워크를 구축했고 심지어 제대로 동반하지도 않았습니다. 쇠약해진 것은 놀라운 일이 아닙니다... ;) OSI에 대해 알았다면 10Base-2에서 응용 프로그램에 이르기까지 5분 만에 회로도를 낙서했을 것입니다. 그리고 동축 전선을 조사하기 위해 테이블 아래로 올라갈 필요가 없었습니다.

새로운 기술을 배우다

나는 이미 서문에서 이 중요한 측면에 대해 언급했으며 다시 한 번 반복할 것입니다. 새 프로토콜을 연구할 때 먼저 a) 프로토콜 스택이 어떤 위치에 있고 b) 프로토콜의 어느 부분에 있는지 이해해야 합니다. 스택과 그것이 아래에서 누구와 상호 작용하고 누가 위에서 그와 상호 작용할 수 있는지 ... :) 그리고 머리의 완전한 명확성은 이것에서 나올 것입니다. 그리고 메시지 형식과 API는 다릅니다. 이것은 이미 기술의 문제입니다. :)