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

43676. Технологічний процес доставки небезпечних вантажів ТОВ «Вест Експрес» 737.26 KB
  Головною задачею автомобільного транспорту являється своєчасне якісне і повне задоволення народного господарства і населення в перевезеннях. Для ефективного її рішення необхідно: забезпечити розвиток єдиної транспортної системи країни прискорити створення та запровадження сучасної техніки та технологій підвищити темпи оновлення рухомого складу; ширше застосовувати прогресивні методи перевезення вантажів розвивати і вдосконалювати централізовані автомобільні перевезення підвищити ефективність використання автотранспортних засобів...
43677. Изучение средств и методов эффективного управления и использования оборотных средств предприятия 2.23 MB
  Теоретические и практические разработки системы управления оборотными активами относятся в основном к предприятиям, работающих в относительно стабильной и предсказуемой экономической среде, в то время как проблемы управления оборотными активами в условиях российской экономики
43678. Уравнения и системы уравнений 177.84 KB
  Уравнения и системы уравнений. Общая часть областей определения функций F1 и F2 называется областью определения уравнения F или множеством допустимых систем значений аргументов. z=c некоторая система значений аргументов из области определения уравнения; возможен один из следующих случаев. с называется решением уравнения F если значения функций F1 и F2 при х = а у = b .
43679. Проведение детальных сейсморазведочных работ 3Д в пределах площади Северный Нишан 11.3 MB
  Целью настоящего проекта является проведение детальных сейсморазведочных работ 3Д в пределах площади Северный Нишан для уточнения ее геологического строения выявления новых структур и более подробного изучения находящихся в бурении нефтегазоперспективных объектов. Географоэкономическая характеристика района работ В административном отношении месторождение Северный Нишан расположено в Нишанском районе Кашкадарьинской области. Ближайшими населенными пунктами являются железнодорожная станция Нишан в 8 км. восточнее месторождения Северный Нишан.
43680. Государственное управление в области добычи нефти в Российской Федерации 506.32 KB
  Государственное управление права собственности в сфере поиска разведки и добычи нефти в российской федерации Развитие современного института права собственности на нефтяные ресурсы России Субъекты права собственности на ресурсы недр в сфере поиска разведки и добычи нефти Объекты отношений собственности в сфере поиска разведки и добычи нефти
43681. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОДАЖАМИ В ЦЕЛЯХ ОЗДОРОВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ 760 KB
  В практике как коммерческой, так и всей хозяйственной деятельности предприятия особенно важной проблемой являются разработка и использование прогнозов спроса и конъюнктуры. Анализ конъюнктуры рынка необходим потому, что его результаты дают возможность предприятию продавать закупаемые товары по более выгодным ценам, а также увеличивать или сокращать закупку товаров в соответствии с ожидаемыми рыночными условиями.
43682. Глобалізація сучасної економіки та основні напрями східного вектору зовнішньої політики України на прикладі взаємовідносин з Китаєм 290.64 KB
  Потім він став використовуватися політологією та соціологією. Цей термін містить ідею, що світовий ринок є деякою системною цілісністю. А це можливо тоді, коли норми, які регламентують відносини між державами, будуть значно поглиблені. У широкому розумінні глобалізація означає зміну всіх сторін життя суспільства під впливом світової тенденції до відкритості та взаємозалежності.
43683. Изучение теоретических и практических вопросов по проблеме брендинга международной авиакомпании ОАО «РусДжет» 1.78 MB
  Развитие промышленного производства и технологических процессов, увеличение ассортимента товара, усложнение идентификации нужного товара на рынке конкурирующих товаров — все это потребовало разработки системы упрощения выбора товара.
43684. Источники документоснабжения публичных библиотек 153.98 KB
  Современный книжный рынок России Состояние и проблемы Библиотека в структуре книжного рынка Информационное обеспечение книжного рынка Глава Современные каналы поступления литературы в фонды общедоступных публичных библиотек Миссия публичных библиотек.