Сеть связи с коммутацией пакетов стандарта Х. 25
|
Скачать 1.97 Mb.
|
|
/IP и его соответствие уровням модели OSI. Отличительной особенностью TCP/IP является также то, что IP-пакеты могут передаваться с использованием различных технологий составных сетей, в том числе посредством уже рассмотренных сетей Х.25, FR и ATM, которые являются самостоятельными со своими протоколами, адресацией и др. Эталонная модель TCP/IP в отличие от эталонной модели OSI была разработана под конкретную составную сеть, интерсеть (interwork или internet). Подсети, составляющую эту составную сеть, соединяются между собой маршрутизаторами. Такими подсетями могут быть как локальные, так и глобальные сети различных технологий. Прикладной уровень стека TCP/IP (уровень 4) соответствует трём верхним уровням модели OSI. К протоколам прикладного уровня относятся протокол переноса файлов (FTP), протокол электронной почты (SMTP), протокол, используемый для создания страниц во всемирной паутине WWW (HTTP) - основа для доступа к связанным между собой документам, протокол преобразования имен хостов в сетевые адреса DNS, простой протокол сетевого управления (SNMP) и др. К протоколам прикладного уровня относятся протоколы информационной безопасности Kerberos, PGP и SET и др. Модель OSI Стек TCP/IP
Рис. 4.1. Стек протоколов TCP/IP Транспортный уровень стека TCP/IP (уровень 3) обеспечивает передачу данных между прикладными процессами. Транспортный уровень включает два протокола TCP и UDP. Протокол TCP (Transmission Control Protocol) является надёжным протоколом с установлением соединения, позволяющим без ошибок доставлять байтовый поток с одной машины на любую другую машину составной сети. Для того чтобы обеспечить надёжную доставку данных, протокол TCP предусматривает установление логического соединения. Это позволяет ему нумеровать пакеты, подтверждать их прием квитанциями, в случае потери организовывать повторные передачи, распознавать и уничтожать дубликаты, доставлять прикладному уровню в том порядке, в котором они были отправлены. Пакеты, поступающие на транспортный уровень, организуются в виде множества очередей к точкам входа прикладных процессов. В терминологии TCP/IP такие очереди, однозначно определяющие приложение в пределах хоста, называется портами. За портами каждого стандартного приложения определён номер (например, порт TCP № 21 - за приложением FTP, порт TCP № 53 - за приложением DNS и т.д.). Номер порта в совокупности с номером сети и номером конечного узла имеет название сокет (socket). Каждое логическое соединение идентифицируется парой сокетов взаимодействующих процессов. Второй протокол транспортного уровня - UDP (User Data Protocol) является простейшим дейтаграммным протоколом (т.е. без установления соединения). Межсетевой уровень стека TCP/IP (уровень 2), называемый также сетевым уровнем, является стержнем всей архитектуры TCP/IP. Именно этот уровень, функции которого соответствуют сетевому уровню модели OSI, обеспечивает перемещение пакетов данных в пределах всей составной сети. Протоколы межсетевого уровня поддерживают интерфейсы с вышележащим транспортным уровнем, получая от него запросы на передачу данных по составной сети. Основным протоколом межсетевого уровня является межсетевой протокол IP (Internet Protocol). Он обеспечивает продвижение пакета между подсетями - от одного пограничного маршрутизатора до другого, до тех пор, пока пакет не попадёт в сеть назначения. Протокол IP так же, как и протоколы функций коммутации глобальных сетей связи (FR, ATM и др.), устанавливается не только на оконечных пунктах (хостах), но и на всех маршрутизаторах сети. Протокол работает в режиме без установления соединения (дейтаграммный режим), в соответствии с которым он не отвечает за доставку пакета до узла назначения. При потере пакета в сети протокол IP не пытается восстановить его. В заголовке IP пакета содержится IP-адрес отправителя и получателя (физические) - 4 байта (версия V.4) и другие поля. К межсетевому уровню относятся также протоколы, выполняющие функции составления и коррекции таблиц маршрутизации RIP (Routing Internet Protocol), OSPF (Open Shortest Path First), BGP (Border Gateway Protocol). Уровень сетевого доступа стека TCP/IP (уровень 1) отвечает за организацию интерфейса с частными технологиями подсетей составной сети. Перемещение пакета можно рассматривать как последовательность «прыжков» от одного маршрутизатора к другому. На очередном маршрутизаторе на сетевом уровне определяется сетевой адрес следующего по маршруту маршрутизатора. Чтобы передать пакет IP этому маршрутизатору, надо перенести его через некоторую подсеть. Для этого необходимо использовать транспортные средства этой подсети. Задача уровня сетевого доступа сводится к инкапсуляции (вложению) пакета в блок данных этой промежуточной сети и в преобразовании сетевых адресов граничных маршрутизаторов этой подсети в новый тип адреса, принятой в технологии промежуточной сети. 4.1.2. Перенос данных в IP-сети На рис. 4.2 показан пример взаимодействия двух устройств, одно из которых подключено к локальной сети Ethernet, а другое к сети АТМ. Для того, чтобы технология TCP/IP могла решать задачу объединения сетей, ей необходима собственная глобальная система адресации, не зависящая от способов адресации узлов в отдельных сетях. Для этого принята уникальная нумерация всех подсетей составной сети и нумерация всех узлов в пределах каждой подсети. IP-адресом является пара, состоящая из номера подсети и номера узла. Приведем пример адресации подсети (префикс) и узла сети. IP-адрес 200.15.45.126/25 означает, что 25 старших бит из выделенных 4-х байт под адресацию являются адресом подсети, а оставшиеся 7 бит означают адрес узла в этой сети [18]. A B
 IP-адрес 1 MAC-адр.1 IP-адрес 2 MAC-адр.2 IP-адрес 3 FR-адр.1 IP-адрес 4 FR-адр.2 IP-адрес 5 ATM-адр.1 IP-адрес 6 ATM-адр.2        S1 S2 S3 Рис. 4.2. Пример взаимодействия двух устройств Сети Ethernet, Frame Relay, АТМ имеют уникальные адреса одноуровневой структуры. В сети Ethernet каждый компьютер, а также сетевой адаптер имеет так называемый МАС-адрес. Сети Frame Relay и АТМ, как было показано в предыдущих главах, используют физические адреса портов (интерфейсов) для формирования таблицы маршрутизации при установлении коммутируемого виртуального канала. Каждый интерфейс маршрутизатора IP-сети и оконечного устройства включает два адреса – локальный адрес оконечного устройства подсети и IP-адрес. Для приведенного на рис. 4.2 примера устройства А и В имеют соответственно локальные адреса: МАС-адр1, АТМ-адр2 и IP-адреса IP-адр1, IP-адр6. Порты маршрутизатора М1 имеют IP-адреса IP-адр2, IP-адр3 и маршрутизатора М2 IP-адр4, IP-адр5. Локальный адрес показывает принадлежность к подсети (Ethernet, FR, ATM), а IP-адрес принадлежность к сети TCP/IP. Маршрутизатор М1 имеет локальные адреса MAC-адр2 FR-адр1, а М2 – АТМ-адр1 и АТМ-адр2. Сетевой уровень выступает в качестве координатора, организующего работу всех подсетей, лежащих на пути продвижения пакета по составной сети. Для перемещения данных в пределах подсетей сетевой уровень обращается к используемым в этих сетях технологиям. Данные, которые поступают на сетевой уровень и которые необходимо передать через составную сеть, снабжаются заголовком сетевого уровня. Данные (третий и четвертый уровень) вместе с заголовком образуют IP-пакет. Заголовок IP-пакета сетевого уровня имеет унифицированный формат, не зависящий от форматов кадров канального уровня тех сетей, которые могут входить в составную сеть, и несет наряду с другой служебной информацией данные о номере сети назначения этого пакета. Сетевой уровень определяет маршрут и перемещает IP-пакет между подсетями. Каждый раз, когда IP-пакет передается от одной подсети в другую, он извлекается из кадра предыдущей подсети (освобождается от канального заголовка этой сети) и упаковывается в кадр (снабжается новым заголовком) канального уровня следующей подсети. Информацию, на основе которой делается это замена, предоставляют поля пакета сетевого уровня. В поле адреса назначения нового кадра указывается локальный адрес следующего маршрутизатора. Локальный адрес должен быть для этого трансформирован из IP-адреса. Покажем на примере рис.4.2 перенос IP-пакета маршрутизаторами М1 и М2. Кадр на выходе из Ethernet включает: а) МАС-адрес в заголовке. МАС-адрес является уникальным физическим адресом для идентификации сетевых интерфейсов узлов локальной вычислительной сети Ethernet. МАС-адрес занимает 6 байт в заголовке кадра Ethernet (второго уровня модели OSI). Каждый производитель помещает выделенный ему комитетом IEEE идентификатор в три старших байта адреса. За уникальность младших трех байт адреса компьютера сети отвечает производитель оборудования, т.е. производителю позволяют выпустить порядка 16 миллионов интерфейсов под одним идентификатором организации. б) IP-пакет в поле данных. Заголовок IP-пакета включает IP-адреса устройств В и А. При поступлении кадра на входной порт маршрутизатора М1 из него извлекается IP-пакет, сформированный в устройстве, определяется по таблице маршрутизации IP-адрес входного порта следующего маршрутизатора (М2), т.е. IP-адр4, IP-адрес выходного порта маршрутизатора М1 (IP-адр3). Для определения этих значений используется IP-адрес сети назначения, т.е. сети АТМ, в которой находится устройство В. Производится трансляция IP-адресов в локальные адреса, т.е. IP-адр4 в FR-адр2, а IP-адр3 в FR-адр1. На основании локальных адресов производится установление коммутируемого виртуального канала в сети. IP-пакет в маршрутизаторе М1 инкапсулируют в кадр FR, который переносится по установленному КВК через сеть FR на входной порт маршрутизатора М2. В маршрутизаторе М2 удаляется заголовок кадра. По таблице маршрутизации определяется IP-адрес устройства В, а также IP-адрес выходного порта маршрутизатора М2. Производится трансляция IP-адресов в локальные адреса, т.е. IP-адр5 в АТМ-адр1, а IP-адр6 в АТМ-адр2. Производится установление КВК в сети АТМ и перенос по нему IP-пакета. 4.1.3. Модели интегрированного и дифференцированного обслуживания В 1990-х годах проблемной группой инженерных задач Internet IETF (Internet Engineering Task Force) были разработаны документы запрос на комментарии RFC (Request for Comment) для двух моделей обеспечения QoS IP-сетях. Первая модель оперирует в режиме сквозной передачи и называется интегрированное обслуживание IntServ (Integrated Services). Вторая модель оперирует на уровне транзитов (hop-by-hop) и называется DiffServ (Differentiated Services) [19]. Интегрированное обслуживание Протокол резервирования ресурсов RSVP (Resource Reservation Protocol) является основным протоколом модели интегрированного обслуживания IntServ. По существу RSVP представляет собой протокол сигнализации, в соответствии с которым осуществляется резервирование маршрутизатором пропускной способности. Отправитель периодически информирует в сообщении Path получателя о требуемых ему показателях QoS для резервирования сетевых ресурсов. Транзитные маршрутизаторы анализируют имеющееся у них количество свободных ресурсов и подтверждают это соответствующим сообщением Reserve отправителю. Если ресурсов достаточно, то отправитель начинает передачу, так как пропускная способность зарезервирована вдоль всего пути от отправителя к получателю. Недостаток модели IntServ состоит в том, что она не может быть использована в IP-сетях с большим числом потоков информации. Это объясняется отсутствием многих других протоколов, выполняющих процедуры управления доступом, маршрутизацией на основе показателей QoS и других (таких, которые предусмотрены в технологии АТМ). В качестве самостоятельной модель IntServ применима в корпоративных сетях. Дифференцированное обслуживание По причине недостатков модели IntServ комитетом IETF был создан упрощённый подход к обеспечению качества обслуживания в IP-сетях - модель дифференцированного обслуживания DiffServ (или DS) [19]. При такой модели не требуется предварительной настройки включения в процесс всех устройств вдоль маршрута. Реализация DiffServ осуществляется локально в каждом маршрутизаторе сети. Модель DiffServ ориентирована на разделении всего трафика на небольшое число классов и на выделение сетевых ресурсов отдельно для каждого такого класса, а не для каждого информационного потока. Класс маркируется непосредственно в поле кода дифференцированного обслуживания DSCP (DiffServ Code Point) пакета. Поле DSCP занимает 6 бит байта ToS (Type of Service) заголовка IP-пакета. Поле DSCP определяет способ обработки различных информационных потоков РНВ (Per-Hop Behavior), который выражает порядок обработки пакета в узле в отношении приоритета очерёдности обработки и отбрасывания пакета при перегрузке. IETF определил набор из 14 классов обслуживания трафика. В их число входит класс негарантированного обслуживания BE (Best Effort), при котором трафик не получает никакой гарантии и класс срочной пересылки пакетов EF (Expedited Forwarding), при котором трафик получает минимальную задержку и низкую вероятность потерь (для речи и видео). Остальные 12 классов обслуживания определены документом RFC 2597. Четыре класса относятся к гарантированной пересылке, что позволяет выделить четыре профиля трафика в соответствии с требованиями пользователя. Внутри каждого класса пакеты маркируются пользователем или поставщиком услуг с помощью одного из трёх значений старшинства сброса пакетов. В случае перегрузки старшинство отмены пакетов определяет относительную значимость пакета внутри класса гарантированной пересылки. Домен DS состоит из множества маршрутизаторов. Маршрутизаторы в домене DS представляют собой внутренние и граничные узлы. Внутренние узлы реализуют простой механизм обработки пакетов на основе своих кодовых значений DSCP (механизм РНВ). Сюда включается дисциплина очереди для предпочтительной обработки в зависимости от DSCP и правила отмены передачи пакетов, определение какие пакеты необходимо отменить первыми в случае перегрузки. Пограничные узлы включают не только механизмы РНВ, но также и более сложные механизмы регулирования трафика. В первую очередь это относятся к разделению пакетов на различные классы (на основе DSCP либо на основе полей заголовка пакета, либо на основе полезной нагрузки пакета). После того как поток классифицирован, в пограничном узле производится оценка его потребности в ресурсах по результатам измерений представленного трафика на соответствие профиля. В случае несоответствия в пограничном узле могут быть использованы следующие механизмы регулирования трафика: - задержка пакетов при превышении скорости трафика, определённой в профиле этого класса; - повторная маркировка пакетов другими кодовыми значениями при превышении требований профиля; - отмена передачи пакетов, когда скорость пакетов данного класса превышает скорость трафика, заданную в профиле. Механизм DiffServ может использоваться отдельно в корпоративных сетях или в комбинации с другими протоколами. Обычно он интегрируется текущей реализацией технологии игнорирования IP, которая называется многопротокольной коммутацией меток MPLS (Multiprotocol Label Switching). Описание использования DiffServ в MPLS приводится в главе 5. 4.1.4. Работы ITU-T по стандартизации качества обслуживания в IP-сетях На этапе развития ЕСЭ России до 2010 года предусмотрена конвергенция операторов связи и поставщиков услуг Интернета [17]. Для того, чтобы реализовать конвергенцию IP-сетей и сетей ТфОП, IP-сети должны обеспечить качество обслуживания из «конца в конец». В рамках работ ITU-T по стандартизации качества обслуживания предполагаются следующие этапы решения задачи обеспечения QoS для конвергированных сетей ТфОП/IP с учетом перехода к сетям нового поколения NGN (New Generation Network), построенным на базе IP-ориентированных протоколов: - создание согласованного общего набора рабочих характеристик сетей IP и норм для этого набора характеристик; - внедрение сетевых механизмов, которые будут обеспечивать заданные показатели качества обслуживания в конфигурации «терминал - терминал»; - вложение нормированных показателей качества обслуживания в протоколы сигнализации; - разработка архитектуры сетевых механизмов поддержки. В 2002 г. 13-я Исследовательская Комиссия ITU-T опубликовала два международных стандарта, которые отвечают первому из перечисленных этапов. Рекомендация ITU-T Y.1540 описывает стандартные сетевые характеристики для передачи пакетов в сетях IP. Рекомендация ITU-T Y.I541 определяет нормы для параметров, определённых в рекомендации Y.1540, между двумя граничными сетевыми интерфейс - точками подключения оконечных терминальных устройств. Эти рекомендации важны для операторов и провайдеров, производителей оборудования и конечных пользователей. Сетевые провайдеры будут использовать данные рекомендации при планировании, развёртывании и оценке сетей IP в соответствии с требованиями конечных пользователей к качеству обслуживания. Производители будут опираться на эти рекомендации при создании оборудования, которое должно отвечать спецификациям сетевых провайдеров. Наконец, конечные пользователи (в первую очередь корпоративные) смогут применить рекомендации Y.1540 и Y.1541 при оценке характеристик реально функционирующих IP-сетей с позиций соответствия этих характеристик требованиям потребителей. Рассмотрим некоторые детали рекомендаций Y.1540 и Y.1541, касающиеся основных сетевых характеристик, связанных с обеспечением QoS в конвергированных сетях ТфОП/IP [20]. Рекомендация ITU-T Y.1540 Следующие пять сетевых характеристик рассматриваются в рекомендации ITU-T Y.1540 как наиболее важные по степени их влияния на сквозное качество обслуживание (от источника до получателя), оцениваемое пользователем на субъективной основе: - производительность сети; - надёжность сети/сетевых элементов; - задержка; - вариация задержки (джиттер); - потери пакетов. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
«Корпоративная сеть телефонной связи цаук пао «нк «Роснефть» в г. Москве. Сеть упатс» |
|
Комплекс шахтной телефонной связи искробезопасный с ip коммутацией... Регламент технического обслуживания, планового текущего ремонта и устранения возможных неисправностей и отказов |
 |
План выступления 1 Вступление Рассказать в общих понятиях, что такое... Глобальная сеть- совокупность компьютеров, расположенных на больших расстояниях друг от друга, а также система каналов передачи связи:... |
|
Линии для производства полиэтиленовых пакетов Линии вм-пак 680 У2 и вм-пак 850 У2 (далее вм-пак у2) предназначена для производства пакетов типа «Майка», «Фасовка» из полиэтиленовой... |
|
Инструкция по установке систем «Стандарт-гост» и «Гарант» Подключение сетевого диска Выберите «Вся сеть» и двойным щелчком мыши откройте Нажмите на значок «Сеть Microsoft Windows» |
|
Инструкция по оплате пакетов Триколор тв по счёту для юридических... Для оплаты пакетов «Оптимум» и/или «Ночной» свяжитесь с нами любым удобным для вас способом сообщите свои реквизиты, и мы выставим... |
|
Приняты Советом глав Администраций связи Регионального содружества в области связи Виды услуг, предоставляемых предприятиями связи, определяются администрациями государств членов рсс *(2). Руководителям предприятий... |
|
Руководство пользователя для кандидатов по самостоятельной регистрации... Мы рекомендуем использовать адрес на общедоступном сервере (например, mail ru, yandex ru, google com и т п.) в связи с возможными... |
|
Пояснительная записка Студент Выявлены потребности и желания клиентов в предоставляемых услуг связи, перечень наиболее востребованных услуг, сервисов и спрос на... |
|
Введение 2 Система сотовой связи стандарта gsm и особенности построения абонентских устройств 4 |
|
Инструкция пользователя услуг цифровой телефонии акадо содержание... Цифровая телефония акадо это современный вид цифровой телефонной связи, доступный абонентам акадо как в виде отдельной услуги, так... |
|
Методическое пособие «От простого к сложному» Секреты администрирования ПК. При этом необходимо учитывать особенности соединения и понимать, что вам потребуется для обеспечения доступа в сеть с нескольких... |
|
1 понятие и классификация пакетов прикладных |
|
Чтобы устранить возможные проблемы, возникшие в процессе эксплуатации... Наличие хорошего и стабильного интернета если через сеть мобильно оператора, то минимум сеть 3G, но лучше через Wi-Fi где скорость... |
|
1. 1Термины, используемые в документации о закупке Проведение аварийно-восстановительных работ на волоконно-оптических линиях связи (волс), а именно: на кабелях sdh-транспортная сеть,... |
|
Инструкция по использованию вычислительного кластера т-платформы tedge-48 Версия 2 ГГц и 8 Гбайт оперативной памяти. Кроме того, есть управляющий модуль, предназначенный для компиляции и запуска задач, с файловым... |