какое имя присваивается единице данных протокола pdu транспортного уровня
СОДЕРЖАНИЕ
Сети с пакетной коммутацией данных
В контексте сетей передачи данных с коммутацией пакетов блок данных протокола (PDU) лучше всего понимается в отношении блока данных службы (SDU).
Функции или услуги сети реализованы на отдельных «уровнях». Например, отправка единиц и нулей по проводу, оптоволокну и т. Д. Выполняется на физическом уровне, а организация единиц и нулей в блоки данных и их безопасная доставка в нужное место в сети осуществляется на уровне канала передачи данных. Передача блоков данных по нескольким подключенным сетям осуществляется сетевым уровнем, а доставка данных в нужное программное приложение в пункт назначения осуществляется транспортным уровнем.
Вышеупомянутый процесс можно сравнить с почтовой системой, в которой письмо (SDU) помещается в конверт, на котором написан адрес (адресная и управляющая информация), что делает его PDU. Отправляющее почтовое отделение может смотреть только на почтовый индекс и помещать письмо в почтовый ящик, чтобы адрес на конверте больше не был виден, что делает его теперь SDU. На почтовом мешке указан почтовый индекс назначения, и он становится PDU до тех пор, пока он не будет объединен с другими мешками в ящике, когда он теперь является SDU, и ящик помечен регионом, в который должны быть отправлены все мешки, что делает упаковать PDU. Когда ящик достигает места назначения, соответствующего его этикетке, он открывается и пакеты (SDU) удаляются только для того, чтобы стать PDU, когда кто-то считывает код почтового отделения назначения. Сами письма являются SDU, когда пакеты открываются, но становятся PDU, когда адрес считывается для окончательной доставки. Когда адресат наконец открывает конверт, появляется SDU верхнего уровня, само письмо.
Примеры
Модель OSI
Единицы данных протокола модели OSI :
Учитывая контекст, относящийся к определенному уровню OSI, PDU иногда используется как синоним для его представления на этом уровне.
Набор интернет-протоколов
Банкомат
Блок данных протокола управления доступом к среде
Информационные технологии, интернет, веб программирование, IT, Hi-Tech, …
Многоуровневые модели – протокольная модель TCP/IP и справочная модель OSI
Доброго времени суток, уважаемые читатели блога okITgo.ru! Тема сегодняшней статьи – использование многоуровеных моделей, которые помогают проектировать сложные многофункциональные сети, включающие множество сетевых устройств самых разных производителей. Отдельные части этих сетей, предоставляющих массу возможностей для коммуникации миллионам людей, могут проектироваться независимо и работать совместно, при этом совершенно незаметно для этих самых людей или конечных пользователей, которые, может быть, и не догадываются о сложности устройства информационных сетей и Интернета, в частности.
В посте рассказано о преимуществах использования многоуровневых моделей. Вы узнаете, чем отличаются протокольные модели (например, модель TCP/IP) и справочные модели, наиболее известным примером которых является эталонная модель OSI. Также в контексте использования многоуровневых моделей описан процесс коммуникации, включающий процесс отправки и процесс получения сообщения, и приведено сравнение модели OSI с моделью TCP/IP.
Преимущества Использования Многоуровневых Моделей
Чтобы представить взаимодействие между различными протоколами, принято использовать многоуровневые модели. Многоуровневая модель изображает работу протоколов, происходящую внутри каждого уровня, а также взаимодействие с уровнями выше и ниже.
Есть ряд преимуществ в использовании многоуровневой модели для описания сетевых протоколов и операций. Использование многоуровневой модели:
Протокольные и Справочные Модели
Существует два основных типа сетевых моделей: протокольные модели и справочные модели.
Протокольная модель представляет собой модель, которая близко соответствует структуре конкретного набора протоколов. Иерархическое множество связанных протоколов в наборе представляет как правило всю функциональность, требуемую для взаимодействия социальной сети с сетью данных. Модель TCP/IP является протокольной моделью, поскольку она описываеи функции, которые происходят на каждом уровне протоколов внутри набора (стека) TCP/IP.
Справочная модель предоставляет общую справочную информацию (образец или эталон) для поддержки согласованности внутри всех типов сетевых протоколов и служб. Справочная модель не является спецификацией, готовой для претворения в жизнь, и не обеспечивает удовлетворительный уровень детализации для точного определения сервисов сетевой архитектуры. Основная цель справочной модели – добиться более ясного понимания функций и вовлеченных в работу процессов.
Модель Взаимосвязи Открытых Систем (англ. Open Systems Interconnection или OSI) является самой широко известной сетевой справочной моделью. Она используется при проектировании сетей данных, спецификаций работы и методов поиска неисправностей и решения проблем.
Хотя модели TCP/IP и OSI являются основными используемыми моделями, когда мы говорим о сетевой функциональности, проектировщики сетевых протоколов, служб и устройств могут создавать свои собственные модели для представления их продуктов. В конечном счете, проектировщикам приходится считаться с индустриальными стандартами, соотнося свой продукт или сервис либо с моделью OSI, либо с моделью TCP/IP, или же с ими обоими.
Модель TCP/IP
Первая многоуровневая модель для сетевых коммуникаций была создана в ранних 1970-х и называлась моделью Интернета. Она определяла четыре категории или функции, которые должны происходить, чтобы коммуникации были успешными. Архитектура набора протоколов TCP/IP следует структуре этой модели. По этой причине модель Интернета обычно называют моделью TCP/IP.
Большинство протокольных моделей описывают специфический для конкретного производителя стек протоколов. Однако, поскольку модель TCP/IP является открытым стандартом, одна компания не может контролировать определение модели. Определения стандарта и протоколов TCP/IP обсуждаются на общественном форуме и определены в ряде общедоступных документов. Эти документы называются RFC. Они содержат как формальную спецификацию протоколов информационных коммуникаций, так и ресурсы, описывающие использование этих протоколов.
Документы RFC также содержат технические и организационные документы, связанные с Интернетом, включая технические спецификации и нормообразующие документы, выпускаемые Целевой Группой Инженерной Поддержки Интернета (англ. Internet Engineering Task Force или IETF).
Процесс Коммуникации
Модель TCP/IP описывает функциональность протоколов, составляющих набор протоколов TCP/IP. Эти протоколы, которые выполняются как на отправляющем, так и на принимающим хостах, взаимодействуют для обеспечения доставки сообщений от одного конца к другому по сети.
Полный процесс коммуникации включает следующие шаги:
1. Создание данных на уровне Приложений конечного устройства, порождающего сообщение, или источника
2. Сегментация и инкапсуляция данных в процессе их спуска вниз по стеку протоколов на конечном устройстве – источнике
3. Генерация (передача) данных по соединению на уровне Сетевого Доступа стека
4. Транспортировка данных по объединенной сети, состоящей из соединений и различных промежуточных устройств
5. Прием данных на уровне Сетевого Доступа конечного устройства назначения
6. Декапсуляция и пересборка данных в процессе их подъема по стеку на устройстве назначения
7. Передача этих данных приложению назначения на уровне Приложений конечного устройства назначения
Единицы Данных Протокола и Инкапсуляция
В то время, как к данные приложения спускаются вниз по стеку протоколов, на этом пути различные протоколы добавляют информацию на каждом уровне стека, делая возможной передачу данных по сети. Этот процесс принято называть инкапсуляцией.
Форма, которую принимает фрагмент данных на каждом уровне, называется Единицей Данных Протокола. Во время инкапсуляции каждый последующий уровень инкапсулирует PDU, который он получает от уровня выше, в соответствии с используемым протоколом. На каждом этапе процесса PDU имеет различные названия, отражающие его новую форму. Хотя и не существует универсального соглашения об именовании единиц PDU, можно их называть, например, в соответствии с протоколами набора TCP/IP.
Процесс Отправки и Получения
При отправке сообщений по сети, стек протоколов хоста работает с верху вниз. В примере веб сервера мы можем использовать модель TCP/IP для иллюстрации процесса отправки HTML страницы клиенту.
Протокол уровня Приложений, HTTP, начинает процесс доставки, форматируя данные HTML страницы для Транспортного уровня. Здесь данные приложения разбиваются на TCP сегменты. Каждому TCP сегменту присваивается подпись, называемая заголовком, которая содержит информацию о том, какой процесс на компьютере назначения должен получить сообщение. Также он содержит информацию, позволяющую процессу назначения заново собрать данные обратно к их исходному формату.
Транспортный уровень инкапсулирует HTML данные веб страницы в сегмент и отправляет его на Интернет уровень, где используется протокол IP. Здесь TCP сегмент целиком инкапсулируется внутри IP пакета, который добавляет другую подпись, называемую IP заголовком. IP заголовок содержит IP адреса хостов источника и назначения, а также информацию, необходимую для доставки пакета к своему соответствующему процессу назначения.
Далее IP пакет посылается к протоколу Ethernet уровня Сетевого Доступа, где он инкапсулируется между заголовком фрейма и трейлером. Каждый заголовок фрейма содержит физический адрес источника и назначения. Физический адрес уникальным образом идентифицирует устройства в локальной сети. Трейлер содержит информацию проверки ошибок. Наконец биты кодируются NIC адаптером сервера для передачи через Ethernet соединение.
Этот процесс происходит в обратном порядке на получающем хосте. В процессе получения данные декапсулируются при перемещении вверх по стеку, направляясь к своей финальной цели – приложению конечного устройства.
Модель OSI
Изначально модель OSI была спроектирована Интернациональной Организацией по Стандартизации (англ. International Organization for Standardization или сокр. ISO), чтобы обеспечить структуру, на основе которой можно было бы строить набор протоколов открытых систем. Видение было таким, что это множество протоколов будет использоваться для разработки интернациональной сети, которая не будет зависеть от частных систем.
Но, к сожалению, скорость, с которой адаптировался Интернет, основанный на TCP/IP, и темп его распространения, привели к тому, что разработка Набора Протоколов OSI и его принятие к практическому использованию просто отстали. Хотя несколько протоколов, разработанных с использованием спецификаций OSI, на настоящий момент широко используются, так что семиуровневая модель OSI сделала значительный вклад в разработку других протоколов и продуктов для всех типов новых сетей.
Как справочная модель, модель OSI предоставляет исчерпывающий список функций и служб, которые могут происходить на каждом уровне. Также она описывает взаимодействие каждого уровня с уровнями, сразу следующими за ним (уровень стека ниже) и перед ним (уровень стека выше).
Заметьте, что на уровни модели TCP/IP ссылаются только по имени, тогда как на семь уровней модели OSI чаще ссылаются по номеру, а не по имени.
Сравнение Модели OSI с Моделью TCP/IP
Протоколы, составляющие набор TCP/IP, можно описать в терминах справочной модели OSI. В модели OSI уровень Сетевого Доступа и уровень Приложений модели TCP/IP разделяются еще на несколько уровней, чтобы описать отдельные функции, которые происходят на этих уровнях.
На Уровне Сетевого Доступа набор протоколов TCP/IP не указывает, какие протоколы использовать при передаче через физическое соединение; он только описывает переход от Сетевого Уровня к физическим сетевым протоколам. Уровни OSI 1 и 2 обсуждают необходимые процедуры для доступа к соединению и физические средства для отправки данных по сети.
Основные параллели между двумя сетевыми моделями проходят на Уровнях 3 и 4 модели OSI. Уровень 3 Модели OSI, Сетевой уровень, едва ли не повсюду используется для обсуждения и документирования ряда процессов, которые происходят во всех сетях данных для адресации и маршрутизации сообщений по сети. Интенет Протокол является протоколом набора TCP/IP, который включает функциональность, описанную на Уровне 3.
Уровень 4, Транспортный уровень модели OSI, часто используется для описания главных служб или функций, которые управляют отдельными диалогами между хостами источника и назначения. Эти функции включают подтверждение (уведомление о получении), восстановление после ошибок и упорядочение. На этом уровне протоколы TCP/IP и UDP обеспечивают необходимую функциональность.
Уровень Приложений TCP/IP включает ряд протоколов, которые обеспечивают специфическую функциональность множеству приложений конечного пользователя. Уровни 5, 6 и 7 модели OSI используются как справочные разработчиками ПО приложений и производителями, чтобы выпускать продукты, требующие доступа к сетям для осуществления коммуникаций.
Артём Санников
Языки программирования
Базы данных
Программное обеспечение
Операционные системы
Мобильная разработка
Менеджеры пакетов
Сетевые технологии
CMS системы
Математика
SEO продвижение
Социальные сети
Психология
Хостинг провайдер
Смартфоны
Единица данных протокола (PDU). CCNA Routing and Switching.
По мере того как данные приложений передаются по стеку протоколов до перемещения через среду передачи данных, различные протоколы добавляют в них информацию на каждом из уровней. Это называется процессом инкапсуляции.
Форма, которую принимает массив данных на каждом из уровней, называется единицей данных протокола (PDU). В ходе инкапсуляции каждый последующий уровень инкапсулирует PDU, полученную от вышестоящего уровня в соответствии с используемым протоколом. На каждом этапе процесса PDU получает другое имя, отражающее новые функции. Универсальной схемы именования для PDU нет, и в этом курсе PDU называются в соответствии с терминологией набора протоколов TCP/IP, как показано на рисунке ниже.
Единица данных протокола (PDU).
Биты — PDU физического уровня, используемая при физической отправке данных по среде передачи.
Кадр (зависит от среды передачи) — PDU канального уровня.
Пакет — PDU сетевого уровня.
Сегмент — PDU транспортного уровня.
Данные — общий термин для обозначения PDU, используемой на прикладном уровне.
Источник: Академия Cisco.
Другие статьи из категории «CCNA: Introduction to Networks»
Транспортный уровень моделей OSI, TCP/IP
9.1. Общие сведения о транспортном уровне
Основной функцией транспортного уровня является транспортировка сообщений между приложениями узла источника и узла назначения. Приложение узла источника формирует сообщение и передает его на приложение узла назначения независимо от маршрута, т.е. независимо от протоколов сетевого уровня, и независимо от среды передачи, т.е. независимо от протоколов канального и физического уровней. Транспортный уровень реализует управление потоком информации от источника до устройства назначения.
Контроль доставки сообщения из одного конца соединения до другого и надежность обеспечены целым рядом параметров, передаваемых в заголовках сегментов:
Транспортный уровень устанавливает логическое соединение между двумя конечными точками сети. Протоколы транспортного уровня сегментируют данные, посланные приложениями верхнего уровня на передающей стороне, и повторно собирают (реассемблируют) из полученных сегментов целое сообщение на приемной стороне.
На каждом конечном узле сети может быть запущено много разных приложений. Кроме того, сегменты могут быть направлены одному или многим узлам назначения. Процесс обмена данными между приложениями источника и назначения называется сеансом связи. Протоколы транспортного уровня обеспечивают многочисленные одновременно протекающие процессы обмена данными, т.е. отслеживают отдельные сеансы связи. Множество одновременно протекающих процессов обмена данными верхнего уровня (множество сеансов связи) может быть мультиплексировано поверх одного логического транспортного соединения.
Итак, протокол транспортного уровня TCP помимо деления сообщения на сегменты и идентификации приложений обеспечивает:
Для облегчения контроля и обеспечения надежности сообщения передаются частями (порциями), т.е. сегментами. При этом протокол транспортного уровня узла источника должен прослеживать каждый сегмент данных при передаче и повторно передавать любую часть сообщения, прием которой не был подтвержден устройством назначения. Транспортный уровень конечного узла на приемной стороне должен отследить получение данных и подтвердить это получение.
Контроль потока необходим, чтобы гарантировать, что источник, передавая данные с некоторой скоростью, не переполняет буферные устройства узла назначения. Если узел назначения не может обрабатывать данные в темпе их поступления, то может произойти переполнение буферов и потеря данных. Управление скоростью передачи данных обеспечивается изменением размера окна (Window Size ), который указывает, сколько байт данных должно быть передано за одну порцию. При переполнении буферных устройств узел назначения посылает источнику требование уменьшения размера окна, т.е. снижения скорости передачи.
После получения каждой порции данных узел назначения посылает источнику подтверждение принятых данных или подтверждение доставки ( acknowledgment ).
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 |
| Номер порта источника | Номер порта назначения | ||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Номер последовательности | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Номер подтверждения | |||||||||||||||||||||||||||||||
| ДЗ | Резерв | Код | Размер окна | ||||||||||||||||||||||||||||
| Контрольная сумма | Индикатор | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Опции | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Данные | |||||||||||||||||||||||||||||||
Поля заголовка TCP сегмента определяют следующее:
Заголовок TCP (рис. 9.1) содержит номер последовательности ( Sequence Number ), используемый, чтобы гарантировать объединение частей (сегментов) сообщения в том порядке, в котором они были переданы. TCP обеспечивает надежность передачи сообщений за счет передачи номера подтверждения, и контроль потока, управляемого размером окна. Однако TCP потребляет много ресурсов и вносит задержку в передачу данных. При передаче некоторых видов трафика (аудио- и видеоинформация) задержка и особенно ее вариация могут исказить передаваемые сообщения.
Введение в сетевые протоколы
Основы модели OSI
В течение последних нескольких десятилетий размеры и количество сетей значительно выросли. В 80-х годах существовало множество типов сетей. И практически каждая из них была построена на своем типе оборудования и программного обеспечения, зачастую не совместимых между собой. Это приводило к значительным трудностям при попытке соединить несколько сетей (например, различный тип адресации делал эти попытки практически безнадежными).
| Номер уровня | Название уровня | Единица информации |
|---|---|---|
| Layer 7 | Уровень приложений | Данные (data) |
| Layer 6 | Представительский уровень | Данные (data) |
| Layer 5 | Сессионный уровень | Данные (data) |
| Layer 4 | Транспортный уровень | Сегмент (segment) |
| Layer 3 | Сетевой уровень | Пакет (packet) |
| Layer 2 | Уровень передачи данных | Фрейм (frame) |
| Layer 1 | Физический уровень | Бит (bit) |
Хотя сегодня существуют разнообразные модели сетей, большинство разработчиков придерживается именно этой общепризнанной схемы.
Процесс » обертывания » передаваемых данных служебной информацией называется инкапсуляцией ( encapsulation ).
Получатель на физическом уровне получает сообщение в виде электрического сигнала (рис.16.3). Далее происходит процесс, обратный инкапсуляции,– декапсуляция ( decapsulation ). На каждом уровне происходит разбор служебной информации. После декапсуляции сообщения на первом уровне (считывания и обработки служебной информации 1-го уровня) это сообщение, содержащее служебную информацию второго уровня и данные в виде полезных данных и служебной информации вышестоящих уровней, передается на следующий уровень. На канальном (2-м) уровне снова происходит анализ системной информации и сообщение передается на следующий уровень. И так до тех пор, пока сообщение не дойдет до уровня приложений, где в виде конечных данных передается принимающему приложению.
Разумеется, совместимость можно обеспечить лишь до некоторого уровня. Если одна машина передает данные в виде радиоволн, а другая в виде световых импульсов, то их взаимодействие без использования дополнительного оборудования невозможно. Поэтому было введено понятие сете-независимых и сете-зависимых уровней.
Три нижних уровня – физический, канальный и сетевой – являются сете-зависимыми. Например, смена Ethernet на ATM влечет за собой полную смену протокола физического и канального уровней.
Три верхних уровня – приложений, представительский и сессионный – ориентированы на прикладные задачи и практически не зависят от физической технологии построения сети. Так, переход от Token Ring на Ethernet не требует изменений в перечисленных уровнях.
Транспортный уровень является промежуточным между сете-зависимыми и сете-независимыми уровнями. Он скрывает все детали функционирования нижних уровней от верхних. Это позволяет разработчику приложений не задумываться о технических средствах реализации транспортировки сетевых сообщений.
Для более глубокого понимания принципов работы сети рассмотрим каждый уровень по отдельности.
Physical layer (layer 1)
Как видно из общей схемы расположения уровней в модели OSI, физический уровень ( Physical layer ) самый первый. Этот уровень описывает среду передачи данных. Стандартизируются физические устройства, отвечающие за передачу электрических сигналов (разъемы, кабели и т.д.) и правила формирования этих сигналов. Рассмотрим по порядку все составляющие этого уровня.
Большая часть сетей строится на кабельной структуре (хотя существуют сети, основанные на передаче информации с помощью, например, радиоволн). Сейчас существуют различные типы кабелей. Наиболее распространенные из них:
Коаксиальный кабель использовался в сетях еще несколько лет назад, но сегодня это большая редкость. Такой тип кабеля по строению практически идентичен обычному телевизионному коаксиальному кабелю – центральная медная жила отделена слоем изоляции от оплетки. Некоторые отличия есть в электрических характеристиках (в телевизионном кабеле используется кабель с волновым сопротивлением 75 Ом, в сетевом – 50 Ом).
Основными недостатками этого кабеля является низкая скорость передачи данных (до 10 Мбит/с), подверженность воздействиям внешних помех. Кроме того, подключение компьютеров в таких сетях происходит параллельно, а значит, максимальная возможная скорость пропускания делится на всех пользователей. Но, по сравнению с телефонным кабелем, коаксиал позволяет объединять близко расположенные компьютеры с намного лучшим качеством связи и более высокой скоростью передачи данных.
Витая пара (» twisted pair «) – наиболее распространенное средство для передачи данных между компьютерами. В данном типе кабеля используется медный попарно скрученный провод, что позволяет уменьшить количество помех и наводок, как при передаче сигнала по самому кабелю, так и при воздействии внешних помех.
Существует несколько категорий этого кабеля. Перечислим основные из них. Cat 3 – был стандартизирован в 1991 г., электрические характеристики позволяли поддерживать частоты передачи до 16 МГц, использовался для передачи данных и голоса. Более высокая категория – Cat 5, была специально разработана для поддержки высокоскоростных протоколов. Поэтому его электрические характеристики лежат в пределах до 100Мгц. На таком типе кабеля работают протоколы передачи данных 10, 100, 1000 Мбит/с. На сегодняшний день кабель Cat5 практически вытеснил Cat 3. Основное преимущество витой пары перед телефонными и коаксиальными кабелями – более высокая скорость передачи данных. Также использование Cat 5 в большинстве случаев позволяет, не меняя кабельную структуру, повысить производительность сети (переходом от 10 к 100 и от 100 к 1000 Мбит/с).
Топология » шина » ( bus ) показана на рис. 16.4.
Все компьютеры и сетевые устройства подсоединены к одному проводу и фактически напрямую соединены между собой.
Топология «кольцо» (ring) показана на рис. 16.5.
Кольцо состоит из сетевых устройств и кабелей между ними, образующих одно замкнутое кольцо.
Топология » звезда » показана на рис. 16.6.
Все компьютеры и сетевые устройства подключены к одному центральному устройству.
Топология «расширенная звезда » (extended star ) показана на рис. 16.7.
