Исследование и оценка протоколов передачи данных нижнего уровня на примере стека TCP/IP
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?е - и нижерасположенными, называют протоколом. В семиуровневой модели сетевого обмена обмен информацией может быть представлен в виде стека протоколов межсетевого обмена OSI.
Рассмотрим кратко каждый из указанных уровней модели открытых систем.
1.Физический уровень модели определяет характеристики физической сети передачи данных, которая используется для межсетевого обмена. Это такие параметры, как напряжение в сети, сила тока, число контактов на разъемах, электрические, механические, функциональные и процедурные параметры для физической связи в системах. Протоколы физического уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. В компьютерных сетяхt используются практически все известные в настоящее время способы связи от простого провода (витая пара) до волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).
2.Канальный (или логический) уровень представляет собой комплекс процедур и методов управления каналом передачи данных, организованный на основе физического соединения. Канальный уровень формируется из данных, передаваемых первым уровнем. Для каждого типа линий связи разработан соответствующий протокол данного уровня, занимающийся управлением передачей информации по каналу. К протоколам логического уровня для телефонных линий относятся протоколы SLIP (Serial Line Interface Protocol) и PPP (Point to Point Protocol). Для связи по кабелю локальной сети - это пакетные драйверы плат ЛВС.
3.Сетевой уровень устанавливает связь между двумя абонентами. Его основная задача - маршрутизация данных. Специальные устройства - маршрутизаторы определяют для какой сети предназначено сообщений и направляют его по адресу. Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, то есть занимаются маршрутизацией пакетов в сети. К протоколам сетевого уровня принадлежат IP (Internet Protocol) и ARP (Address Resolution Protocol).
4.Транспортный уровень поддерживает непрерывную передачу данных между двумя взаимодействующими удаленными пользовательскими процессами. Транспортный протокол связывает нижние уровни (физический, канальный и сетевой) с верхними уровнями, которые реализуются программными средствами. Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных из одной программы в другую. К протоколам транспортного уровня принадлежат TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol).
5.Сеансовый уровень (уровень сессий) осуществляет управление сеансами связи между двумя взаимодействующими пользовательскими процессами. Кроме того, данный уровень содержит дополнительные функции управления паролями, подсчета платы за пользование ресурсами сети, управление диалогом, синхронизации и отмены связи в сеансе передачи после сбоя вследствие ошибок на нижерасположенных уровнях. Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов. В Internet этим занимаются TCP и UDP протоколы, а также протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol).
6.Уровень представления данных управляет представлением данных в необходимой для программы пользователя форме, осуществляет генерацию и интерпретацию взаимодействия процессов, кодирование и декодирование данных. Протоколы представительского уровня занимаются обслуживанием прикладных программ. К программам представительского уровня принадлежат программы, запускаемые, к примеру, на Unix-сервере, для предоставления различных услуг абонентам. К таким программам относятся: telnet-сервер, FTP-сервер, Gopher-сервер, NFS-сервер, NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP2 и POP3 (Post Office Protocol) и т.д.
7.Прикладной уровень определяет протоколы обмена данными прикладных программ. В его ведении находятся прикладные сетевые программы, обслуживающие файлы, а так же выполняются вычислительные, информационно-поисковые работы, логические преобразования информации и так далее.
Следует знать, что на разных уровнях обмен происходит в различных единицах информации: биты, кадры, фреймы, пакеты, сеансовые сообщения, пользовательские сообщения. Уровень может "ничего не знать" о содержании сообщения, но должен "знать", что дальше делать с этим сообщением. Для полной и безошибочной передачи данных необходимо придерживаться установленных в протоколе передачи данных правил.
1.2 Методы передачи данных на нижнем уровне
При передаче дискретных данных по каналам связи применяются два основных типа физического кодирования - на основе синусоидального несущего сигнала и на основе последовательности прямоугольных импульсов. Первый способ часто называется также модуляцией или аналоговой модуляцией, подчеркивая тот факт, что кодирование осуществляется за счет изменения параметров аналогового сигнала. Второй способ обычно называют цифровым кодированием. Эти способы отличаются шириной спектра результирующего сигнала и сложностью аппаратуры, необходимой для их реализации.
При использовании прямоугольных импульсов спектр результирующего сигнала получается весьма широким. Это не удивительно, если вспомнить, что спектр идеального импульса имеет бесконечную ширину. Применение синусоиды приводит к спектру гораздо меньшей ширины при той же скорости передачи информации. Однако для реализации синусоидальной модуляции требуется более сложная и дорогая аппаратура, чем для реализации прямоугольных импульсов.
В настоящее время все чаще данные, изначально имеющие аналоговую форму - речь, телевизионное изображение, - передаются п?/p>