63306

Сети связи на базе протоколов TCP/IP

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

На ее базе строятся как фиксированные так и беспроводные сети. Эталонная модель протоколов сети. Сеть Интернет представляет услуги коммутации пакетов без установления соединений что является фундаментальным свойством этой сети.

Русский

2014-06-19

25.27 KB

0 чел.

Сети связи на базе протоколов  TCP/IP

В сетях интернет, транспортировка данных осуществляется методом коммутации пакетов, а точнее дейтаграммным методом. Процедура  транспортировки определяется протоколом IP и протоколом TCP. Широкое распространение IP-технологии определяется рядом свойств:

1. Универсальность. Технология IP используется для передачи данных, речи и видеоинформации. На ее базе строятся как фиксированные, так и беспроводные сети. Стек TCP/IP использовавшийся в корпоративных сетях сейчас применяется в сетях связи общего пользования.

2. Масштабируемость. IP представляет собой протокол, позволяющий объединять большое число сетей.

3. Открытость. Возможность использования небольшого числа правил, определяющих структуру протоколов и интерфейсов, для организации и взаимодействия разнотипных аппаратных и программных средств. Правило присоединения сетей с любыми протоколами к сетям IP, просты и реализуются на базы шлюзов, обеспечивающих согласование с ними.

Эталонная модель протоколов сети.

Сеть Интернет представляет услуги коммутации пакетов без установления соединений, что является фундаментальным свойством этой сети. Сеть представляет собой набор связанных между собой сетей, которые используют для коммутации стек TCP/IP, уникальное адресное пространство Интернет и принципы маршрутизации при транспортировке пакетов. Модель протоколов стеков TCP/IP состоит из 5 уровней, а не из 7, как модель взаимодействия открытых систем. Первые да уровня соответствуют физическому уровню и канальному уровню данных модели OSI.Протокол IP расположен на 3 уровне, и функции его соответствуют уровню сетевого уровня. Протоколы (пакеты IP) имеют больший размер, чем пакеты X.25, но не более 65 кбайт. В отличии от технологии коммутации пакетов, и коммутации ячеек (технология ATM), доставка пакетов IP на сетевом уровне производится методом маршрутизации. Протокол TCP расположен на 4 уровне, и его функции подобны функциям транспортного протокола модели OSI. На 5 уровне расположены подсистемы называемые приложениями, этот уровень соответствует уровню модели OSI. В результате развития Интернет, общее  число IP протоколов, включает в себя более сотни спецификаций.

Основные протоколы можно разделить на 3 группы:

1. Соответствует сетевому уровню

2. Соответствует  транспортному уровню

3. Соответствует  уровню приложений.  

На 3 уровне, ключевым элементом является протокол IP, который обеспечивает:

а) маршрутизацию пакетов через сеть;

б) соединение между сетями с различными базовыми протоколами (X.25, ATM, FRAME RELAY, ETHERNET);

в) контроль перегрузок.

На 4 транспортном уровне протокол TCP, обеспечивает:

а) установление надежных соединений между конечными пользователями;  

б) целостность сообщений и контроль ошибок;

в) восстановление работоспособности сети, после сетевых отказов.

На этом же уровне используется протокол UDP, который является более простой и менее надежной альтернативой протоколу TCP.

Два первых уровня модели Интернет совпадают с  двумя первыми уровнями модели OSI, и являются уровнями сетевого интерфейса. На втором уровне, реализуются представления информации в виде кадров, и помехоустойчивое кодирование данных. На 1 уровне, обеспечивается соединение с физическим каналом передач.

На 3 уровне, ключевым элементом является IP-маршрутизатор (IP-шлюз). Через этот интерфейс могут быть соединены сети самых разных уровней: локальные сети, городские и крупномасштабные. Рабочие станции, подключаемые к сети, называются хостами. В сети Интернет хосты действуют или как клиент, или как поставщики (провайдеры) услуг. Клиент запрашивает работу услуг. Провайдер, выступающий как сервер, обрабатывает запросы и обеспечивает реализацию запрашиваемых услуг. Таким образом, в сети устанавливается набор отношений между множеством хостов.

Система адресации и маршрутизации в сетях передачи данных.

Нумерация адресации

Недостатки адресации в IP-сетях, например, требование использования только латинского алфавита не столь существенно, по сравнению с ограничением телефонной нумерации. Телефонный номер является не удобным для абонента, с точки зрения идентификации. Планы нумерации и их возможности, ограничены тем, что устройство набора номера, в терминалах телефонной связи, и возможности оборудования коммутации, не позволяют вести удобный, с точки зрения абонента, план нумерации. В сети Интернет вместо нумерации используется адресация. Формально цели адресации и нумерации сходны, но функции существенно различаются.

Принципы назначения адресов в сетях IP

Заголовок протокола IP включает в себя IP адрес отправителя и получателя. Выделены для этого два поля, одинаковой ширины, по 4 байта или 32 бита. Полный IP адрес включает в себя полный адрес и адрес хоста или идентификатор хоста. IP адрес может быть представлен как в двоичном, так и в десятичном формате, с разделением точками. Например, запись IP в десятичном формате 136.104.53.11. Первая часть адреса 2 байта, представляет собой сетевой адрес, 136.104.0.0 Вторая часть, следующие 2 байта - адрес хоста 0.0.53.11 Адресное пространство разделено по классу адресов A,B,C,D с разным числом битов, выделяемых на сетевые адреса и адреса хостов в каждом классе. Разделение сетей по классам, определяется первыми битами сетевого адреса в двоичной системе. Класс A идентифицируется первым битом сетевого адреса равным 0 и имеет только 7 битов для своих сетей, то есть 126 адресов сетей. Идентификатор хоста задается 26 битами, то есть 224 адресов. Класс B идентифицируется двумя первыми битами равными 1 0, имеет 14 битов для адресов, средних «сетей» (214). Для адресов хостов используется 216. Класс D используется для передачи дейтаграмм оконечным устройствам, то есть определенным. Систематизации адресного пространства позволяет формировать сети разного размера и конфигурации, начиная от небольших сетей 126, до 16.8 млн. К классу  A принадлежат большие сети, а класс  C  соответствует локальной сети до 24 хостов. И общее число адресов доступных первым трем составляет 4 млрд. В связи с резким ростом пользователей, в настоящее время используется принцип маски сети, вместо принципа фиксированной границы между адресом сети и адресом хоста. Принцип масок лежит в меж доменной бесклассовой маршрутизации. Для удобства пользователей, широко используется именно хостов, понятные пользователю, то есть использующие символы латинского алфавита и имена, адреса должны быть уникальными, при этом сетевые адреса являются глобально уникальными, а адрес хоста является уникальным внутри сети, за которым закреплен этот хост. После 2006 была модернизирована система адрес и разработан протокол IPv6. В этом протоколе длина адреса составляет 128 бит. Общее количество адресов порядка 1038. Особенности протокола:

  1. Возможность существования 2 протоколов
  2. Уменьшение числа сетевых класса для упрощения таблиц маршрутизации
  3. Ряд дополнительных функций: защита информации, поддержка качества обслуживания на аппаратном уровне и обеспечение мобильной составляющей

Принципы маршрутизации дейтаграмм в сетях IP

Маршрутизация – это процесс выбора пути через сеть, по которому будет передаваться сетевой трафик. Маршрутизация обеспечивается, в том числе в телефонных и транспортных сетях. В сети Интернет, маршрутизатор является ключевым элементом, и определяет маршрут передачи дейтаграмм от источника к получателю. Маршруты бывают 2 видов:

  1. Статические маршруты, которые могут изменяться по расписанию
  2. Динамические маршруты, вычисляемые с помощью алгоритмов маршрутизации на основе информации на топологии и состоянии сети, полученной с помощью протоколов маршрутизации.

Каждый маршрутизатор, вдоль пути передачи пакетов, формирует собственную таблицу маршрутизации, в которой задаются все возможные пути к другим маршрутизатором и хостам. Оптимальные маршруты определяются по числу маршрутизаторов на пути между источником и получателем (статическая маршрутизация) или задержки, надежность, пропускная способность (динамическая маршрутизация). Маршрутизатор считывает адрес назначения, из заголовка поступившего пакета и использует таблицу маршрутизации для пересылки пакеты к соответствующему выходному интерфейсу.

Технологии поддержки новых услуг в сетях Интернет.

IP-коммуникации – VoIP и технология IPTV.

VoIP – технология передачи речевой информации по IP сетям, является альтернативой традиционной телефонной связи. Термин IP-телефония подразумевает передачу как речевой, так и факсимильной информации. Такая технология соответствует возможности передачи одновременно сигнала передающего символьные, а также соответствующие обычному представлению документы, необходимого формата текста и изображения и одновременно оцифрованные и сжаты аналоговые сигналы, соответствующие голосу, такая технология получила название VoIP. В настоящее время эта технология отобрала примерно 30% пользователей у обычных телефонных сетей.

Основные функции VoIP. Число основных функций системы VoIP входит: 1. На передающей стороне – преобразование аналоговой речи в цифровой сигнал, и представление цифрового сигнала в формате необходимого для передачи через сеть. В сети IP управление, обслуживания телефонного вызова и транспортировка пакетов и на принимающей стороне восстановление аналоговой речи из принятых пакетов и дискретного сигнала. Преобразование речи на передающей и приемной сторонах, реализуются кодеками.

Определение и основные свойства IPTV.

Технология IPTV представляет технологию мультимедийных услуг (ТВ, аудио) на базе сетей IP в интерактивном режиме и режиме вещания. Технология IPTV характеризуется основными свойствами:

1. Поддержка интерактивного TV (интерактивные игры, HDTV)

2. Персонализация, то есть поддержание двух сторонней связи с возможностью пользователя самостоятельно решать что и когда они хотят смотреть

3. Отложенный просмотр – это комбинация IPTV с записью контента, для последующего просмотра.

4. Доступность услуг IPTV при использовании терминалов различных типов, не только телевизионных приемников, но и персональных компьютеров и мобильных устройств.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

8671. Философия Нового времени. Общая характеристика философии Нового времени 21.66 KB
  Философия Нового времени. Общая характеристика эпохи Нового времени. Общая характеристика философии Нового времени. Основные философские направления. Сенсуализм. Эмпиризм. Рационализм. Эпоха нового времени (17-19 века). - Буржуазные революции в Евро...
8672. Философия Нового времени 17-19 века 23.17 KB
  Философия Нового времени 17-19 века. Немецкая классическая философия Философия марксизма Немецкая классическая философия (80-е годы 18 века - 1831 г.) - Представители: Кант, Шеллинг, Фихте, Гегель. - Основная тематика - п...
8673. Философия 19-20 веков. Иррационалистические учения 19-20 веков (Шопенгауэр, Ницше, философия жизни, психоанализ, экзистенциализм) 20.27 KB
  Философия 19-20 веков. Иррационалистические учения 19-20 веков (Шопенгауэр, Ницше, философия жизни, психоанализ, экзистенциализм). Рационалистические учения (позитивизм, неокантианство, герменевтика). Философия Шопенгауэра. - В основе вс...
8674. Предмет, проблеми і функції філософії. Основні питання філософії 109 KB
  Предмет, проблеми і функції філософії. Основні питання філософії Поняття і предмет філософії. Форми і методи філософії. Матеріалізм та ідеалізм в історії філософії. Основні питання філософії. Світогляд та його структура. Філо...
8675. Філософія Стародавнього Сходу 161.5 KB
  Філософія Стародавнього Сходу Особливості та характерні риси філософствування Сходу та Заходу. Філософія Стародавньої Індії. Філософія Стародавнього Китаю. Філософські книги Біблії. Особливості та характерні риси філософствув...
8676. Філософія Античності 106 KB
  Філософія Античності Філософія Стародавньої Греції. Філософія Стародавнього Риму. Філософія еллінізму Філософи фізису Своїм виникненням західноєвропейська філософія завдячує Давній Греції. Період з VIст. до н.е. по IV...
8677. Арабомовна середньовічна філософія 94 KB
  Арабомовна середньовічна філософія. Філософська концепція мутазилітів. Школа ашарітів. Східні перипатетики. Аль-Кінді, аль-Фарабі. Філософські погляди Ібн-Сіни. Ідеї суфізму. Ібн-Рушд та авероїсти. Вивчення даної ...
8678. Філософія середньовіччя та ренесансу 150 KB
  Філософія середньовіччя та ренесансу. Патристика раннього християнства. Середньовічна схоластика. Філософська думка пізнього Середньовіччя. Новий погляд на людину у філософії Ренесансу. Патристика. Загальна характеристика пат...
8679. Філософія нового часу. Емпіризм та раціоналізм. 114.5 KB
  Філософія нового часу. Емпіризм та раціоналізм. Філософія Просвітництва. Марксистська філософія. Новим часом називають епоху, яка розпочалася буржуазними революціями в Західній Європі (наприкінці XVI- на початку XVII...