6. Способы связи и сетевые службы. Многоуровневый подход.
6.1. Маршрутизаторы ( Router ) и шлюзы .
Маршрутизаторы более надежно и эффективно чем мосты, изолируют график отдельных частей сети друг от друга. Маршрутизаторы образуют логические сегменты, посредством явной адресации используя составные числовых адресов. В адресе имеется пара – адрес сети. Все компьютеры, с одинаковым адресом сети называется подсетью ( SUBNET ).
В сетях с маршрутизатором могут быть циклы. Маршрутизаторы в этом случае выбирают наиболее рациональный маршрут связи. Кроме того, маршрутизаторы способны связать подсети, построенные с использованием разных сетевых технологий.
Еще один способ связи – шлюз ( GATEWAY ) – используется для объединения сетей с разными типами системного и прикладного ПО. Локализация трафика – побочный эффект.
6.2.1. Понятие набора сетевых служб.
С точки зрения пользователя сеть это не кабели, а набор предоставляемых возможностей (так называется набор сетевых служб).
6.2.2. Примеры сетевых служб.
Примерами сетевых служб является:
- служба репликации (поддержка нескольких копий информационного обеспечения)
- служба вызова удаленных процедур (параллельные выполнения заданий на разных компьютерах).
- административные службы (ведение учетных записей о пользователях, служба безопасности, анализ сетевого трафика и т.п.)
- файловая служба и служба печати
6.2.3. Проблемы сетевых служб и способы реализации.
Сетевые службы могут реализовывать как сетевая ОС так и утилиты.
Для любой службы проблема:
- протокол взаимодействия клиентской и серверной частоты.
- выбор схемы адресации и др
Одна и более службы могут быть реализованы разными способами. Качество определяется ее удобствами, производительностью, качеством интерфейса, упорядоченностью.
6.3. Понятие «открытая система» и проблемы стандартизации
Суть сети – соединения разнородного оборудования, т.е. возникает проблема совместимости, которая является одной из наиболее острой. Без принятия всеми производителями общепринятых правил построения оборудования прогресс в разработке сетей был бы не возможен.
Все развития компьютерной отрасли отражены в стандартах. В компьютерных сетях идеологической основой стандартизации является многоуровневый подход к разработке средств сетевого взаимодействия. На основе этого подхода была разработана стандартная семиуровневая модель взаимодействия открытых систем, ставшая своего рода универсальным языком сетевых технологий.
6.4. Многоуровневый подход. Протокол. Интерфейс. Стек протоколов.
6.4.1. Декомпозиция.
Организация взаимодействие между устройствами сети – достаточно сложная задача. Один из методов решения сложных задач – декомпозиция , т.е. разбиение одной сложной задачи на несколько более простых задач – модулей.
6.4.2. Понятие многоуровневой системы.
При декомпозиции часто используешься многоуровневый подход. При этом все модули разбиваются на группы (уровни). Уровни образуют иерархию. В каждый уровень включаются модули, которые для выполнения своих задач обращаются только к модулям ниже расположенного уровня.
Кроме того, результаты работы всех модулей уровня могут быть переданы только модулям примыкающего сверху уровня. Такая иерархия предполагает четкие определения функции каждого уровня и интерфейсов между уровнями. Интерфейс определяет набор функций, которые нижележащий уровень предоставляет вышележащему. В результате иерархической декомпозиции достигается относительная возможность их легкой замены.
Многоуровневые системы используется, например, при реализации файловой системы.
Сложность использования многоуровневого представления в средствах сетевого взаимодействия заключается в том, что в процессе обмена сообщениями участвуют две машины, т.о. в данном случае необходимо организовать согласованную работу двух иерархий.
6.4.3. Протокол и интерфейс.
В сетевых технологиях принято называть соглашения, по которым взаимодействуют два соседних уровня одного узла – интервальными, а соглашения, по которым взаимодействуют одинаковые уровни в разных узлах – протоколами. Интерфейс и протокол – соглашения.
6.4.4. Стек коммуникационных протоколов.
Иерархический набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком коммуникационных протоколов.
Коммуникационные протоколы могут быть реализованы программно или(и) аппаратно. Протоколы нижних уровней часто реализуются комбинацией программных и аппаратных средств. А верхних, как правило, чисто программными средствами. Программный модуль, реализующий некоторый протокол часто для краткости, называется «протоколом» (следует различать протокол-программа, протокол-соглашение). Программа может быть реализована разными способами (более или менее эффективно)
На эффективности взаимодействия устройств в сети влияет качество всей совокупности протоколов, составляющих стек протоколов, в частности насколько рационально распределены функции между протоколами разных уровней, насколько хорошо определены интерфейсы между ними.
Протоколы реализуются не только компьютерами, но и коммуникационными устройствами (концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и др) В зависимости от типа устройства в нем должен быть встроен тот или иной набор протоколов.