Стек OSI

Следует четко различать модель OSI и стек OSI. В то время как модель OSI является концептуальной схемой взаимодействия открытых систем, стек OSI представляет собой набор вполне конкретных спецификаций протоколов. В отличие от других стеков протоколов стек OSI полностью соответствует модели OSI, он включает спецификации протоколов для всех семи уровней взаимодействия, определенных в этой модели. На нижних уровнях OSI поддерживает Ethernet, Token Ring, FDDI, а также такие протоколы как LLC, X.25 и ISDN. Сервисы сетевого, транспортного и сеансового уровней этого стека пока мало распространены. Наиболее популярными протоколами стека OSI являются протоколы, реализующие высокоуровневые сервисы по передаче файлов, эмуляции терминала, ведению каталогов имен и по организации электронной почты. Хотя в стеке OSI предусматривается еще ряд дополнительных высокоуровневых сервисов, многие из них еще не реализованы или реализованы частично.

Из-за своей сложности протоколы OSI требуют больших затрат вычислительной мощности центрального процессора, что делает их более подходящими для мощных машин, а не для сетей персональных компьютеров.

Стек OSI – международный, независимый от производителей, стандарт. Его поддерживает правительство США в своей программе GOSIP, в соответствии с которой все компьютерные сети, устанавливаемые в правительственных учреждениях США после 1990 года, должны или непосредственно поддерживать стек OSI, или обеспечивать средства для перехода на этот стек в будущем. Тем не менее, стек OSI более популярен в Европе, а не в США, так как в Европе меньше установлено старых сетей, использующих свои собственные протоколы. Большинство организаций пока только планируют переход к стеку OSI, и очень немногие приступили к созданию реальных проектов. Из тех, кто работает в этом направлении, можно назвать Военно-морское ведомство США и сеть NFSNET. Одним из крупнейших производителей, поддерживающих OSI, является компания AT&T, ее сеть Stargroup полностью базируется на этом стеке.

По вполне очевидным причинам стек OSI, в отличие от других стандартных стеков, полностью соответствует модели взаимодействия OSI, он включает спецификации для всех семи уровней модели взаимодействия открытых систем (рис. 7.9).

Рисунок 7.9 – Стек OSI

7.3.2. Стек ТСР/IP

Стек был разработан по инициативе Министерства обороны США (Department of Defense, DoD) более 20 лет назад для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Большой вклад в развитие стека TCP/IP, который получил свое название по популярным транспортным протоколам IP и TCP, внес университет Беркли, реализовав протоколы стека в своей версии ОС UNIX. Популярность этой операционной системы привела к широкому распространению протоколов TCP, IP и других протоколов стека. Этот стек используется для связи компьютеров всемирной информационной сети Internet. Организация Internet Engineering Task Force (IETF) вносит основной вклад в совершенствование стандартов стека, публикуемых в форме спецификаций RFC.

Стек TCP/IP на нижнем уровне поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня: для локальных сетей это Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальных - протоколы работы на аналоговых коммутируемых и выделенных линиях SLIP/PPP, протоколы территориальных сетей X.25 и ISDN.

В качестве основного протокола сетевого уровня в стеке используется протокол Internet Protocol (IP), который изначально проектировался как протокол передачи пакетов в сетях, состоящих из большого количества локальных сетей, объединенных как локальными, так и глобальными связями. Поэтому стек TCP/IP хорошо работает в сетях со сложной топологией, рационально используя наличие в них подсистем и экономно расходуя пропускную способность низкоскоростных линий связи.

За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек TCP/IP вобрал в себя большое количество протоколов прикладного уровня. К ним относятся такие популярные протоколы, как протокол пересылки файлов FTP, протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол SMTP, используемый в электронной почте сети Internet; гипертекстовые сервисы доступа к удаленной информации такие, как Mosaic, и многие другие.

Все говорит о том, что стек TCP/IP станет наиболее распространенным в ближайшем будущем. Если в настоящее время он распространен в основном в UNIX-сетях, то реализация его в последних версиях сетевых операционных систем для персональных компьютеров (Windows 95, Windows NT, NetWare 4.1) приведет к еще большему его распространению.

Так как стек TCP/IP был разработан до появления модели взаимодействия открытых систем ISO/OSI, то, хотя он также имеет многоуровневую структуру, соответствие уровней стека TCP/IP уровням модели OSI достаточно условно.

Структура протоколов TCP/IP приведена на рис. 7.10. Протоколы TCP/IP включают 4 уровня.

Рисунок 7.10 – Стек TCP / IP

Самый нижний (уровень IV) – уровень межсетевых интерфейсов – соответствует физическому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в протоколах TCP/IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня: для локальных каналов это Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальных каналов – собственные протоколы работы на аналоговых коммутируемых и выделенных линиях SLIP/PPP, которые устанавливают соединения типа «точка-точка» через последовательные каналы глобальных сетей, и протоколы территориальных сетей X.25 и ISDN. Также специально разработана спецификация, определяющая использование технологии ATM в качестве транспорта канального уровня.

Следующий уровень (уровень III) – это уровень межсетевого взаимодействия, который занимается передачей дейтаграмм с использованием различных локальных сетей, территориальных сетей X.25, линий специальной связи и т.п. В качестве основного протокола сетевого уровня (в терминах модели OSI) в стеке используется протокол IP, который изначально проектировался как протокол передачи пакетов в составных сетях, состоящих из большого количества локальных сетей, объединенных как локальными, так и глобальными связями. Протокол IP является дейтаграммным протоколом.

К уровню межсетевого взаимодействия относятся и все протоколы, связанные с составлением и модификацией таблиц маршрутизации, такие как протоколы сбора маршрутной информации RIP (Routing Internet Protocol) и OSPF (Open Shortest Path First), а также протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP (Internet Control Message Protocol). Последний протокол предназначен для обмена информацией об ошибках между системой-источником и системой-приемником, то есть для организации обратной связи. С помощью специальных пакетов ICMP сообщается о невозможности доставки пакета, о превышении времени жизни или продолжительности сборки пакета из фрагментов, об аномальных величинах параметров, об изменении маршрута пересылки и типа обслуживания, о состоянии системы и т.п.

Следующий уровень (уровень II) называется основным. На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP (Transmission Control Protocol) и протокол дейтаграмм пользователя UDP (User Datagram Protocol). Протокол TCP обеспечивает устойчивое виртуальное соединение между удаленными прикладными процессами. Протокол UDP обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным методом, то есть без установления виртуального соединения, и поэтому требует меньших накладных расходов, чем TCP.

Верхний уровень (уровень I) называется прикладным. За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек TCP/IP накопил большое количество протоколов и сервисов прикладного уровня. К ним относятся такие широко используемые протоколы, как протокол копирования файлов FTP, протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол SMTP, используемый в электронной почте сети Internet и ее российской ветви РЕЛКОМ, гипертекстовые сервисы доступа к удаленной информации, такие как WWW и многие другие. Остановимся несколько подробнее на некоторых из них, наиболее тесно связанных с тематикой данного курса.

Протокол SNMP (Simple Network Management Protocol) используется для организации сетевого управления. Проблема управления разделяется здесь на две задачи. Первая задача связана с передачей информации. Протоколы передачи управляющей информации определяют процедуру взаимодействия сервера с программой-клиентом, работающей на хосте администратора. Они определяют форматы сообщений, которыми обмениваются клиенты и серверы, а также форматы имен и адресов. Вторая задача связана с контролируемыми данными. Стандарты регламентируют, какие данные должны сохраняться и накапливаться в шлюзах, имена этих данных и синтаксис этих имен. В стандарте SNMP определена спецификация информационной базы данных управления сетью. Эта спецификация, известная как база данных MIB (Management Information Base), определяет те элементы данных, которые хост или шлюз должен сохранять, и допустимые операции над ними.

Протокол пересылки файлов FTP (File Transfer Protocol) реализует удаленный доступ к файлу. Для того, чтобы обеспечить надежную передачу, FTP использует в качестве транспорта протокол с установлением соединений – TCP. Кроме пересылки файлов протокол, FTP предлагает и другие услуги. Так пользователю предоставляется возможность интерактивной работы с удаленной машиной, например, он может распечатать содержимое ее каталогов, FTP позволяет пользователю указывать тип и формат запоминаемых данных. Наконец, FTP выполняет аутентификацию пользователей. Прежде, чем получить доступ к файлу, в соответствии с протоколом пользователи должны сообщить свое имя и пароль.

В стеке TCP/IP протокол FTP предлагает наиболее широкий набор услуг для работы с файлами, однако он является и самым сложным для программирования. Приложения, которым не требуются все возможности FTP, могут использовать другой, более экономичный протокол – простейший протокол пересылки файлов TFTP (Trivial File Transfer Protocol). Этот протокол реализует только передачу файлов, причем в качестве транспорта используется более простой, чем TCP, протокол без установления соединения – UDP.

Протокол telnet обеспечивает передачу потока байтов между процессами, а также между процессом и терминалом. Наиболее часто этот протокол используется для эмуляции терминала удаленной ЭВМ.

ГЛАВА 8. МОДЕЛИРОВАНИЕ СЕТЕЙ СВЯЗИ В СИСТЕМЕ «КРОСС-ПРО»

С помощью информационно-графической системы "Кросс-Про" можно вести учет телефонных сетей предприятий и узлов электросвязи. Особенностью системы является то, что она не зависит от оборудования и каналов связи, не "привязана" к потребностям конкретного оператора связи и может быть легко адаптирована самим пользователем под особенности архитектуры своей сети.

"Кросс-Про" позволяет реализовать функции, недоступные другим системам учета (таким как текстовые редакторы, электронные таблицы, системы проектирования и ГИС – Visio, AutoCad, Excell, MS Access). Так, задача назначения трасс позволяет учитывать занятый ресурс и упрощает прокладку трасс связи в соответствии с реальной структурой сети. Существуют механизмы коррекции и проверки трасс, оптимизации маршрута, что позволяет сэкономить расход кабеля.

Развитый графический интерфейс программы позволяет представлять магистральные и распределительные сети в любом удобном виде, к которому привык пользователь. К примеру, из схемы магистрального кабеля можно "погрузиться" в паспорт колодца и увидеть муфты, связывающие кабели. Или из структурной схемы посмотреть свойства распределительного шкафа, "погрузиться" в паспорт шкафа или схему шкафного района, а при желании - нажатием одной кнопки! - посмотреть адресный лист коробок для шкафа. В паспорте шкафа можно увидеть его боксы и "погрузиться" в лист нагрузки конкретного бокса.

Абонентов сети можно учитывать по разным критериям – по районам, по начальным цифрам номеров и т.п. При выделении любого абонента в окне графики появляется электронная абонентская карточка. Трасса абонента доступна для редактирования.

Существует ряд и других документов, например наряды. Наряды на производство работ по установке (освобождению, переносу и т.д.) хранятся по датам и также обладают изменяемыми параметрами.

Поддерживаются все виды телефонных сетей: нерайонированные, районированные без узлообразования, сети только с УВС, сети с УВИС, комбинированные сети.

Программа позволяет создавать (с необходимыми характеристиками) следующие объекты телефонных сетей:

- учрежденческо-производственные станции (УПАТС);

- оконечные (ОС), узловые (УС) и центральные станции (ЦС);

- районные станции, транзитные станции, узлы сельско-пригородные;

- узлы входящих сообщений (УВС), узлы исходящих сообщений (УИС);

- узлы входящих и исходящих сообщений (УВИС);

- узлы входящих междугородных сообщений (УВСМ) и т.п.

Можно реализовывать любые типы соединительных линий (СЛ), например:

- цифровые СЛ 2048 Кбит/с в соответствии с рекомендацией МККТТ G.703 (ИКМ-30, Е1);

- цифровые СЛ 1024 Кбит/с от аппаратуры систем передачи (АСП) ИКМ-15;

- аналоговые 4-х проводные СЛ от АСП с частотным разделением каналов (ЧРК) без выделенного сигнального канала (ВСК) с частотной

- линейной сигнализацией в разговорном спектре;

- аналоговые 6-и проводные СЛ от АСП с ЧРК с ВСК;

- аналоговые 3-х проводные СЛ с батарейной сигнализацией для связи с АТС ДШ, АТСК;

- аналоговые 3-х проводные СЛ с батарейной сигнализацией для связи с ручными коммутаторами типа МРУ;

- аналоговые 2-х проводные линии для подключения спецслужб.

Система "Кросс-Про" эффективно работает с разными видами телефонных сетей общего пользования – городскими, сельскими, зоновыми, междугородными и др. в соответствии с их особенностями.

Например, городские телефонные сети (ГТС) обеспечивают телефонную связь на территории более или менее крупного города и его ближайших пригородов. Сельские телефонные сети (СТС) обеспечивают телефонную связь в пределах сельских административных районов. Сети этих двух видов объединяет общее название местные телефонные сети.

Зоновые телефонные сети – это комплекс сооружений, которые предназначены для связи между абонентами нескольких разных местных телефонных сетей, расположенных на территории одной телефонной зоны. В такой зоне используется единая семизначная зоновая нумерация. Территории телефонных зон часто совпадают с территориями областей, краев и иных административных образований.

Междугородная телефонная сеть – это комплекс сооружений, которые предназначены для организации связи между абонентами местных телефонных сетей, расположенных на территории разных телефонных зон.

Все эти сети вместе образуют телефонную сеть общего пользования (ТфОП), входящую во Взаимоувязанную сеть связи страны. Обязательное требование к ТфОП – полная связность между всеми местными, национальными и региональными телефонными сетями.

Помимо ТфОП существуют также учрежденческие, ведомственные, корпоративные телефонные сети, которые обеспечивают внутреннюю телефонную связь предприятий, учреждений, корпораций и организаций. Такие сети могут быть и полностью автономными, но чаще всего они имеют доступ к ТфОП.

Применение ИГС "Кросс-Про" актуально в организациях, которые обслуживают телефонные сети. Удобное графическое представление схем облегчает понимание структуры. Значительно сокращается время на поиск нужной информации, все данные упорядочены в единой базе данных. Необходимая эксплуатационная документация доступна в удобном для пользователя виде. Есть возможность настроить конфигуратор под любую архитектуру сети, изменить параметры объектов и т.д.

ЛИТЕРАТУРА

1. "Связь". – Большая Советская Энциклопедия, Том 23, М.: "Советская Энциклопедия", 1976, с. 93 -95.

2. "Телефонная Связь". – Большая Советская Энциклопедия, Том 25, М.: "Советская Энциклопедия", 1976, с. 402 -403.

3. Развитие связи в СССР. Под ред. Н.Д. Псурцева. – М.: Связь, 1967 г., 479 с.

4. ГОСТ 22348-77 "Единая автоматизированная сеть связи. Термины и определения". – М.: 1977, 16 с.

5. ГОСТ 19472-80 "Сети телефонные. Термины и определения". – М.: 1983, 29 с.

6. Руководящий документ по общегосударственной системе автоматизированной телефонной связи (ОГСТфС). Книга I. – М.: Прейскурантиздат, 1988, 448 с.

7. Основные положения по организации электросвязи в сельской местности. Книга 1. – М.: Прейскурантиздат, 76 с.

8. Основные положения системы сельской телефонной связи. – М.: Радио и Связь, 1986, 168 с.

9. Давыдов, Г. Б. Сети электросвязи / Г. Б. Давыдов, В. Н. Рогинский, А. Я. Толчан – М.: Связь, 1977, 360 с.

10. Рогинский, В. Н. Теория сетей связи: учебник для вузов связи / Рогинский В. Н., Харкевич А. Д., Шнепс М. А. и др.; Под ред. В. Н. Рогинского. – М.: Радио и Связь, 1981, 192 с.

11. Соколов, Н. А. Эволюция местных телефонных сетей / Н. А. Соколов – Издательство Типография «Книга», Пермь, 1994, 375 с.

12. Абилов, А. В. Сети связи и системы коммутации / А. В. Абилов – Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2002, 352 с.: ил.

13. Соколов, Н. А. Сети абонентского доступа. Принципы построения / Н. А. Соколов – ЗАО ИГ «Энтер-профи», 1999, 257 с.

14. Крухмалев, В. В. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей: учебник для вузов / В. В. Крухмалев, В. Н. Гордиенко, А. Д. Моченов и др.; Под ред. В. Н. Гордиенко, В. В. Крухмалева. – M: Горячая линия – Телеком, 2004, 510 с.: ил.

15. Алгазинов, Э. К. Передача информации: процессы, системы, сети: учебник для вузов / Э. К. Алгазинов, Н. Н. Винокурова, Ю. Б. Нечаев, В. В. Прилепский; Под ред. Ю. Б. Нечаева. – Воронеж: Изд-во ВГУ, 2006, 226 с.: ил.

16. Скрыль, С. В. Сети и системы радиосвязи ОВД и средства их информационной защиты: в 2-х ч. – Ч. 1: Сети и системы радиосвязи органов внутренних дел / C. В. Скрыль, Ю. Б. Нечаев, Р. Н. Андреев и др.; Под ред. А. В. Заряева, С. В. Скрыля, Н. С. Хохлова. – Воронеж: ВИ МВД России, 2005, 120 с.: ил.

17. CCITT. COM XVIII-R 105-E. "Recommendation of the G.700-series submitted for approval at X-th CCITT Plenary Assembly" – Geneva, 1992, 77 p.

18. CCITT. Draft Recommendations G.707 – G.709. – Temporary Document N 72, 1992, 48 p.

19. H. Ahmed, P. Bregi, J. Haag, B. Wiest. Synchronous Transmission System and Cross Connect for Broadband Network. – Electrical Communications, 1990, V. 64, N 2-3, pp. 194-204.

20. Городская телефонная связь: Справочник / Б. З. Берлин, А. С. Брискер, Л. С. Васильева и др.; Под ред. А. С. Брискера и К. П. Мельникова – М.: Радио и связи, 1987, 280 с.

21. Сельская телефонная связь: Справочник / Ю. А. Алексеев, В. А. Бирюков, А. С. Брискер и др.; Под ред. К. П. Мельникова и Ю. А. Парфенова – М.: Радио и связи, 1987, 280 с.

22. CCITT. COM XVIII-R 89-E. "Report of Party XVIII/8 (General B-ISDN Aspects)" – Geneva, 1992, 64 p.

23. CCITT. Draft Recommendation F.850 "Principles of Universal Personal Telecommunication (UPT)". – Temporary Document N14 (XVIII/4), Geneva, 1992, 79 p.

24. ITU. Telecommunication Standardization Sector: Draft Recommendation Q.542 "Digital Exchange Design Objectives – Operation and Maintenance". – Geneva, 1993, 33 p.

25. CCITT. Draft Recommendation I.37X "Network Capabilities to support Universal Personal Telecommunication (UPT)". – Temporary Document N54 (XVIII), Geneva, 1992, 34 p.

26. Иносэ, Х. Интегральные цифровые сети связи. Теория и практика / Х. Иносэ. Пер. с англ. / Под ред. В. И. Неймана. – М: Радио и связь, 1982, 319 с.

27. Блэк, Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы / Ю. Блэк – М.: МИР, 1990, 510 с.

28. CCITT. COM XI-R 108-E/ COM XVIII-R 72E. "New Draft Recommendations on Intelligent Network Architecture". – Geneva, 1991, 55 p.

29. CCITT. COM XVIII-R 91-E. "Revised Recommendation I.150 – B-ISDN asynchronous transfer mode functional characteristics" – Geneva, 1992, pp. 67 – 75.

30. ITU. Telecommunication Standardization Sector. Study Group 11. Working Document 4-20 "IN Seminar Presentation and Supporting Materials". – Geneva, 1993, 101 p.

31. Бесслер, Р. Проектирование сетей связи: Справочник / Р. Бесслер, А Дойч: Пер. с нем. – М.: Радио и связь, 1988, 272 с.

32. Карташевский, В.Г. Сети подвижной связи / В.Г. Карташевский, С.Н. Семенов, Т.В. Фирстова. – М.: Эко-Трендз, 2001.

33. Системы мобильной связи: учебное пособие для вузов / В.П. Ипатов, В.К. Орлов, И.М. Самойлов, В.Н. Смирнов; под ред. В.П. Ипатова. – М.: Горячая линия – Телеком, 2003. – 272 с., ил.

34. Громаков, Ю.А. Стандарты и системы подвижной радиосвязи / Ю.А. Громаков. – М.: Эко-Трендз, 1998.

Дата добавления: 2015-09-03