Мрежови концепции, модели и стандарти и спецификации

1. 
   Двоичен език – машинен език
   

• 
  десетична броична система
  
• 
  шестнадесетична бройна система – използва се в компютрите защото е по-лесно преобразуването между нея и двоичната бройна система.
  
• 
  двоична бройна система – най-простата само с 0 и 1 и се използва в компютрите. Фиг. 11 двоичния запис е лесен и удобен за представяне на това дискретно състояние.
  

2. 
   Модели за изграждане на мрежи, създадени за графично представяне на процеса на комуникация.
   
3. 
   Стандарти и спецификации – създават се за улесняване процеса на комуникация между мрежови продукти на различни производители.
   

1. 
   Мрежовите устройства и компютрите в мрежата могат да използват много и най-различни пътища за предаване на пакетите и един компютър не може да монополизира, при предаване на файл, преносната среда само за себе си.
   
2. 
   На второ място, ако мрежовата комуникация бъде прекъсната по една или друга причина, не е необходимо да се предава повтарно целия файл, а само пакета, който не е предаден.
   
3. 
   На трето място, в зависимост от топологията на мрежата и типа на свързването, различните пакети могат да преминават по различен път за да стигнат до местоназначението. Това означава, че ако един маршрут се препълни и процеса на предаване стане по-бавен, останалите пакети могат да пътуват по по-ефикасен маршрут.
   

Всеки един от тези 7 слоя изпълнява конкретна задача в процеса на мрежовата комуникация и при свършване на работа предава данните нагоре или надолу, в зависимост от това дали говорим да изпращащ или приемащ РС. При това преминаване на данните през тези слоеве, всеки слой добавя своя собствена информация под формата на хедъри, поставяни пред предаваните данни. И така процеса работи по следния начин. Изпращащата страна на дадено приложение създава данни, документ, приложение, за предаване през мрежата. След това, това приложение предава данните на най-горния приложен слой. И данните се обработват от приложния слой и на приложния и на всеки от останалите слоеве те се капсулират в рамките на по-голяма единица, тъй като всеки един слой добавя своя информация в хедъра. Приложния слой обработва пакета данни и добавя своя информация в хедъра – апликейшън хедър, след което данните се предават на останалите слоеве. Всеки слой обработва данните в съответствие със своите функции и добавя своя информация в хедъра.

1. 
   Приложен слой - това не е потребителското приложение, създаващо документа. Този слой осигурява взаимодействие между приложната програма и мрежата.
   

• 
  Следващия протокол, работещ на този слой е Telnet. Този протокол изпълнява услугата терминална емулация. Едно обикновено РС със стартирана програма за терминална емулация го превръща в терминал. Този протокол се използва за осъществяване на достъп до приложения и файлове на друг компютър. Четене на файлове на друг компюнър и т.н. Телнет не се използва за копиране на файлове. И тук има две компоненти – сървърен софтуер на отдалечения компютър и телнет-клиент на изпълняващото достъп мрежово устройство.
  
• 
  Трети протокол е SMTP - Simple Mail Transfer Protocol. Използва се за изпращане на електронна поща, а за сваляне се използва Post Office Protocol.
  
• 
  Още един протокол работещ на този слой – SNMB Simple Network Managment Protocol. Събира информация за мрежата, с цел организация на нейното управление. Има две части и единия компонент е агент и се инсталира и изпълнява отделните хостове в мрежата и хостове, изпълняващ се на компютъра, провеждащ наблюдението;
  

• 
  NNTP - Network News Transport protocol също.
  

Не бива да се смесват протоколите с различните имена с приложни програми базирани на тези протоколи.

Представителния слой на приемащия компютър извършва дейности като декомпресиране, декриптиране на данните, както и всички други транслации на данни в разбираем за приложевието формат и съответно представянето им на приложния слой на приемащия комп. Декомпресиране, декриптиране са обратни дейности на криптиране и компресиране. Представителния слой на OSI модела работят няколко шлюза gateway . Това е устройство или софтуер, каето служи като точка за свързване между различни компоненти.

• 
  единия шлюз е e-mail gateway – транслира съобщения от разнородни несъвместими мейл- системи в общоприет даден формат SMTP. Именно този шлюз позволява на потребителя да изпраща ел поща от Apple с Макинтош и да се приеме и обработи от Уиндоус.
  
• 
  SNA System Network Architecture – това е собствена архитектура, разработена от IBM която се изробзва в мейнфрейм компютърни системи, например AS 400 , и именно софтуера на този шлюз позволява на РС от LAN мрежата да осъществи достъп до приложения и файлове в мейнфрейм машината.
  
• 
  Gateway Service for Netware GSNW – дава възможност на потребители и работещи в среда на Windows да осъществят достъп до Novel сървър.
  

3. 
   Сесиен слой – протоколите които работят в този слой, отговарят за изграждане на връзка между изпращащия и приемащия компютър. На следващо място, той установява и прекратява диалозите между приложение и приложение. Едното е на изпращащия, а другото на приемащия компютър. След това, той осигурява поставянето на така наречени контролни точки check pointing за синхронизиране на потока от данни за приложенията. Това включва поставянето на специални маркери в потока от данни. При отпадане на комуникацията приложение - приложение, трябва да бъдат предадени данните отново само с най-близка контролна точка. Контролирането и предаването на данни се извършва пълен дуплекс или полудуплекс. Пълен дуплекс – двупосочна комуникация, при която двете страни изпращат и приемат едновременно. Полудуплекс – двупосочна, но в даден период време, сигналите минават в една посока. Не може в двете посоки едновременно. Сесийния слой отговаря за установяване на правила за обмен на данни между приложенията по време на сесията.
   

4. 
   Транспортен слой – изпълнява следните функционалности:
   

• 
  извършва проверка за контрол на грешките и на потока от пакетите на комуникацията
  
• 
  следи за:
  

-- реда за следване на пакетите и тяхното управление

-- обработка на дублирани пакети

• 
  протоколите в този слой се разделят на две групи:
  

--- ТСР Тransmission Control Protocol – протокол за контролиране на предаването – връзково ориентиран – ще рече, че изгражда връзки между двете комуникиращи устройства преди изпращане на данните, използва потвърждение за удостоверение, че данните са пристигнали успешно. Част от протоколния стек ТСР/ІР осигуряващ надеждно пълнодуплексно предаване на данни.

-- безвръзково-ориентирани протоколи – протоколи без осъществяване на връзка.

--- UDP User Datagram Protocol – този протокол е част от протоколния стек ТСР/ІР. Безвръзковите се използват за предаване на съобщения, които не са критично важни или които са къси и прости и лесно могат да бъдат изпратени повторно, ако бъдат загубени. Така например броудкастните съобщения използват този протокол. Този протокол е по-малко надежден, но е по-бърз, прост и малко натоварване на мрежата и от там по-висока производителност.

• 
  Преобразуване на имена – на хостовете, компютрите и логически мрежови адреси. Протоколите IPX/SPX ТСР/ІР задават логически имена на хостовете и използват логически адреси за идентифициране на комп в мрежата. Именно в транспортния слой действа услугата Domain name system DNS.
  
• 
  Порт – съвременните компютърни системи са многозадачни. Порта е механизма да раздели входящата поща и заявката от браузера. Протоколите от транспортния слой използват портове и задават порт за всяко едно приложение. Номерата на портовете разделят логическия адрес на мрежовото устройство на части.
  

5. 
   Мрежови слой - отговорен за доставяне на пакетите до техните местоназначения. Този слой управлява маршрутизирането на пакетите. Представлява навигатор, който чертае курс от едно местоположение на друго, като избира най-ефикасния маршрут. Този слой управлява приоритетите на типовете данни, което се явява QoS Quality of Services основа на качеството на услугата. Тази услуга има за цел да осигури определено ниво на гаранция за достатъчно мрежови ресурси за конкретни приложение, изискващи по-голяма пропусквателна способност. Мрежовия слой е свързан с IP протокола. На следващо място устройствата които работят в мрежовия слой маршрутизатори или layer 3 суичове.
   

6. 
   Канален слой
   

6. 
   Физически слой – това е слоят ,за който казахме, че данните, хедърите, трейлъра, създадени от другите слоеве, биват транслирани в електрически сигнали или светлинни импулси за предаване по преносната среда. Физическият слой се занимава с проблемите по предаване на данните, който може да бъде аналогово или цифрово, асинхронно или синхронно, да използва тясно лентова или широко лентова технология за предаване, а също така и мултиплициране. На следващо място е физическата топология на мрежата(мрежова топология) – това се отнася до физическото разположение на мрежовите устройства. Устройствата от физическия слой са основно тези, които предават данни. Мрежова интерфейсна карта NIC. Тя отговаря за подготовка на данните, които трябва да бъдат предадени по мрежата. При избор на мрежова карта трябва да се съблюдават няколко фактора:
   

Характерно за TCP/IP е че е многослоен модел – 4 слоя. Тези слоеве са свързани с OSI модела. Най-долният слой е мрежови интерфейс и е асоцииран и изпълнява функциите, които изпълняват каналния и физическия слой. (фиг. 14) Network interface layer. Следващият слой Интер мрежа – internetnetworking layer, следващият – Host to host. И последния 4 слой е приложение/ процес – application/ process layer. Първи модел е TCP/IP, но се оказва че не е достатъчно удобен и след това разработват OSI. Това са специфични за отделни производители мрежови модели. Един от тези специфични за производителя мрежови модели за Майкрософт е Windows 3.11.

Днешната мрежова индустрия изисква съвместимост, затова се разработват стандарти и спецификации. По принцип организациите по стандартизации са неправителствени институции и поради тази причини те не могат да налагат задължително съответствие с даден стандарт. Всеки може да се отклони от стандартите толкова, колкото пожелае. Но това нещо не е в негов интерес, защото нестандартните продукти, които работят само с други продукти от същия производител не се налагат на пазара.

* ISO – през 1947 и там участва по един представител на всяка страна, членка нба организацията (около 100).

* IEC - голяма част от стандартите в тази област са свързани с IEC. Голяма част от стандартите имат обозначение ISO/IEC.....

* ITU internatinal telecomunnication unit.

* IEEE – institut engeneering,electronic and electrotechnic. Разработва стандарти и спецификации, за канален и физически слой. IEEE 802.... 80 – годината, в която е създаден стандарта, 2- месец февруари. Най-важните стандарти в нашата проблемна област.

1. 
   Аналогови и цифрови сигнали – представляват две различни форми на кодиране на сигнала. Всяка една от тези две форми има предимство и недостатъци. Аналоговото оборудване е стария стил, а цифровото новия стил в електронната индустрия.
   

• 
  по неподатлив на затихване – загуба на сигнала при увеличаване на разстоянието на предаване, поради тази причина тази форма на предаване осъществява комуникации на по-големи разстояния.
  
• 
  лесно могат да се мултиплексират, да бъдат обработени по подходящ начин с цел повишаване на пропусквателната способност.
  

• 
  по-малко уязвим към грешки предизвикани от смущения, не се изкривява, които при аналоговата оказват голямо влияние
  
• 
  по-проста, по-надеждна, по-добра сигурност и по-висока производителност
  

2. 
   Теснолентова и широколентова технология за предаване – свързана с начина на използване на честотната лента на мрежовата преносна среда. Честотната лента се отнася до капацитета на мрежовата връзка или до скоростта на предаване. Например капацитета на етернет кабела се използва за предаване на данни по един канал и това дава основание етернет да се отнася към групата тяснолентова технология. Канал – представлява запазена част от достъпната честотна лента на преносната среда, която може да бъде използвана за предаване на данни. Същевременно честотната лента може да се раздели на множество канали и по тях да се предават различни потоци от данни. Най-съществени характеристики на тясната ланта:
   

- факта че предаването е двупосочно – сигнала протича и в двете посоки по един и същ кабел. Голяма част от комп комуникации са теснолентови – към монитора, принтера и други устройства.

• 
  мултиплексиране чрез разделяне по честота – за аналогови сигнали по една линия за предаване се комбинират множество сигнали и за всеки канал се задава различна честота. Тази реализация изисква наличието на две устройства – мултиплексор и се поставя на предаващата страна и демултиплексор и се поставя на приемащата страна за възстановяване на сигнала. Всички честоти се комбинират за предаване по една линия.
  
• 
  мултиплексиране чрез време деление – с приложение за мултиплексиране на цифрови сигнали. Този метод комбинира сигналите за предаване по една линия и разделя всеки сигнал на сегменти с кратна продължителност. След това тези сегменти се пренасят по линията в редуващи се времеви интервали един след друг. Приемния край сегментите се отделят в оригиналната си форма от устройството демултиплексор.
  
• 
  мултиплексиране чрез разделяне по дължината на вълната с висока плътност. С приложение в мрежи ползващи оптична преносна среда. В тази реализация всеки сигнал се пренася с отделна дължина на светлинната вълна различните формати данни могат да пътуват едновременно по един и същи кабел.
  

3. 
   Синхронно и асинхронно предаване. Двоичните данни които се кодират като аналогови или цифрови сигнали зависят от промените в състоянието (модулациите) за представяне на тези двоични данни. За да може да интерпретира правилно сигналите приемащото мрежово устройство трябва точно да знае кога да бъде измерен сигнала. Т.е. стои проблема за синхронизиране в мрежите. Говорим за побитова синхронизация в комп мрежи. Мрежовите устройства могат да синхронизират битовете с помощта на синхронен или асинхронен метод. При асинхронни метод се използва така наречения старт бит в началото на всяко съобщение. Когато приемащото мрежово устройство приема и прочете старт бит-а то може да синхронизира своя вътрешен тактов генератор с този на предаващото устройство.
   

4. 
   Дуплекс, полудуплекс, симплекс – това са три начина по които могат да работят каналите за предаване на данни. Разликата е в посоката на преминаване на сигнала. При симплекс сигнала пътува в една посока. Дуплекс трафика пътува и в двете посоки в едно и също време. Полудуплекс трафика може да върви и в двете посоки, но не едновременно. В даден момент може да пътува само в едната посока сигнала.