채널 메시지. 링크 레이어

신호(채널)의 주파수 분리

FCD(주파수 분할 채널)에서 다중 채널 신호 형성의 주요 단계를 추적해 보겠습니다. 첫째, 전송된 메시지에 따라 기본 신호 나는(티) 에너지 스펙트럼을 갖는 , ..., 각 채널의 부반송파 주파수를 변조합니다. 이 작업은 변조기 , , ... , 채널 송신기에 의해 수행됩니다. 주파수 필터 , , ...의 출력에서 ​​얻은 채널 신호의 스펙트럼은 각각 주파수 대역 , , ...를 차지합니다(그림 9.2).

쌀. 9.2. 주파수 다중화 및 채널 분리 방식

우리는 각각의 메시지가 전송된다고 가정합니다. 나는(티)는 표준 TF 채널의 주파수 대역을 차지합니다. 그룹 신호를 형성하는 과정에서 각 채널 신호는 시(티) 다른 신호의 스펙트럼과 겹치지 않는 주파수 대역이 할당됩니다(그림 9.3). 그런 다음 총 대역폭 N-채널 그룹은 다음과 같습니다.

. (9.8)

그림 9.3 FDM 시스템에서 스펙트럼 변환

단측파대 변조를 사용하고 각 채널 신호가 주파수 대역을 차지한다고 가정

그룹 신호의 스펙트럼에 대해 다음을 얻습니다.

. (9.10)

그룹 신호는 선형 신호로 변환되어 통신 라인(전송 경로)을 통해 전송됩니다. 수신 측에서는 선형 신호를 그룹 신호로 변환한 후 대역 통과 채널 필터를 사용합니다. 에프대역폭 및 복조기가 있는 k는 수신자에게 전송되는 채널 메시지로 변환됩니다.

요컨대, 다채널 FDM 시스템에서 각 채널은 전체 기저대역 대역폭의 일정 부분을 할당받는다. 수신 장치의 입력에 나-번째 채널 신호가 동시에 활성화됨 시모두 N채널. 주파수 필터 사용 Ф 나는주어진 주파수에 속하는 주파수만 나-번째 채널.

대역통과 채널 필터의 비이상적인 특성으로 인해 채널 간에 상호 혼선이 발생합니다. 이러한 간섭을 줄이려면 채널 간에 보호 주파수 간격을 도입해야 합니다.

이런 식으로

이는 전송 경로 대역폭의 약 80%만이 FDM 시스템에서 효과적으로 사용됨을 의미합니다. 또한 전체 그룹 경로의 매우 높은 선형성을 보장해야 합니다.

신호(채널)의 시간 분리

임시 채널 분할 방법(TSC)을 사용하면 동기식 송신기 스위치를 사용하여 그룹 경로( 케이 레인) 및 수신기( 케이 홍보)는 다채널 시스템의 각 채널을 시그널링하기 위해 차례로 제공된다. (기계식 스위치는 실제로 현대 장비에서 사용되지 않습니다. 대신 전자 스위치가 사용되어 예를 들어 시프트 레지스터에 만들어집니다.) TRC에서는 첫 번째 채널의 신호가 먼저 전송되고 다음 채널이 전송되는 방식입니다. 번호로 마지막 채널로 N, 그 후 첫 번째 채널이 다시 연결되고 샘플링 주파수로 프로세스가 반복됩니다(그림 9.4).

시간이 겹치지 않는 변조된 펄스 시퀀스는 TDM 시스템에서 채널 신호로 사용됩니다. 앉다); 채널 펄스 세트 - 그룹 신호 에스 G ( 티)는 통신 회선을 통해 전송됩니다. 수신 측에서 작업 전환 케이 홍보회선을 수신기에 연결하는 키로 식별할 수 있습니다. 나- 임펄스가 통과하는 동안에만 채널 나 th 채널("시간 필터" Ф 나는). 메시지를 복조한 후 나는(티) 오다 나-번째 받는 사람.

VRC가 있는 다채널 시스템의 정상적인 작동을 위해서는 송신측과 수신측 스위치의 동기 작동이 필요합니다. 종종 이를 위해 시간 일치 작동을 위한 특수 동기화 펄스 전송을 위해 채널 중 하나가 사용됩니다. 케이 레인그리고 케이 애비뉴

쌀. 9.5. 일시적인 이별

AIM이 있는 두 개의 신호

무화과에. 9.5는 AIM이 있는 2채널 시스템의 타이밍 다이어그램을 보여줍니다. 여기서 메시지 캐리어는 주기가 있는 일련의 펄스입니다.

, (9.12)

클럭 펄스 발생기(GTI)에서 펄스 변조기(IM)로 옵니다. 그룹 신호(그림 9.5, a)가 스위치에 공급됩니다. 후자는 "임시" 매개변수 필터 또는 키의 역할을 합니다. . (그림 9.5, b) 전달 함수의 변화에 ​​따라 동기적으로(주기와 함께) 단계적으로 변경됩니다.

(9.13)

이는 각 시간 간격 내에서 th 펄스 검출기 ID-만 전송 경로에 연결된다는 것을 의미합니다. 탐지 결과 수신된 메시지는 PS-메시지 수신자에게 전송됩니다.

운영자, 키 필터의 작동을 설명하고 신호에서 기간 이후의 간격을 잘라내고 나머지 신호를 버립니다.

여기서, 는 이전과 같이 i번째 소스의 신호가 전송되는 간격을 나타낸다.

시분할에서 상호 간섭은 주로 두 가지 이유 때문입니다. 첫 번째는 물리적으로 실현 가능한 통신 시스템의 제한된 주파수 대역과 비이상적인 진폭-주파수 및 위상-주파수 특성으로 인해 발생하는 선형 왜곡이 신호의 임펄스 특성을 위반한다는 것입니다. 실제로, 유한 기간의 변조된 펄스를 전송할 때 스펙트럼이 제한되면 펄스가 "확산"되고 유한 기간의 펄스 대신 시간이 무한히 확장되는 프로세스를 얻게 됩니다. 신호의 시간 분리로 인해 한 채널의 펄스가 다른 채널의 펄스에 중첩됩니다. 즉, 채널 간에 상호 누화 또는 심볼 간 간섭이 있습니다. 또한 송수신 측의 불완전한 클럭 동기화로 인해 상호 간섭이 발생할 수 있습니다.

상호 간섭 수준을 줄이려면 신호 스펙트럼의 특정 확장에 해당하는 "보호" 시간 간격을 도입해야 합니다. 따라서 다중 채널 전화 통신 시스템에서 효과적으로 전송되는 주파수 대역 = 3100Hz; Kotelnikov 정리에 따라 최소값 = 2 = 6200Hz입니다. 그러나 실제 시스템에서 펄스 반복 속도는 약간의 여유를 두고 선택됩니다. = 8kHz. 단일 채널 모드에서 이러한 펄스를 전송하려면 최소 4kHz의 대역폭이 필요합니다. 채널의 시분할에서 각 채널의 신호는 동일한 주파수 대역을 차지하며, 이는 Kotelnikov 정리에 따라 이상적인 조건에서 결정됩니다(동기 채널은 고려하지 않음)

, (9.14)

어디 , 이는 주파수 분할에서 시스템의 전체 대역폭과 동일합니다.

이론적으로 TDM과 FDM은 주파수 스펙트럼을 사용하는 효율성 측면에서 동등하지만 실제 조건에서 TDM 시스템은 신호 분리 시 상호 간섭 수준을 줄이는 데 어려움이 있기 때문에 이 지표에서 FDM보다 현저히 열등합니다. 동시에 RDC의 확실한 이점은 다양한 채널의 펄스 동작 타이밍의 차이로 인해 비선형 원점의 간섭 수준이 감소한다는 것입니다. RDC 시스템에서 파고율은 더 낮습니다 . 또한 RMC의 장비가 PMC의 장비보다 훨씬 간단하다는 점도 중요합니다. TRC의 가장 광범위한 적용은 PCM이 있는 디지털 시스템에서 찾을 수 있습니다.

전송 매체의 가용성을 확인합니다.

오류 감지 및 수정 메커니즘 구현. 이를 위해 링크 레이어에서 비트를 프레임(프레임)으로 그룹화하고 각 프레임의 시작과 끝에 특별한 비트 시퀀스를 배치하여 표시하여 각 프레임 전송의 정확성을 보장합니다. 체크섬을 계산합니다.

통신 파라미터 제어(속도, 반복)

로컬 네트워크에서 사용되는 링크 계층 프로토콜은 링크의 구조와 특정 토폴로지를 가진 네트워크에 대해서만 주소를 지정하는 방법을 포함합니다. 토폴로지에는 버스, 링 및 스타가 포함됩니다. 링크 계층 프로토콜의 예로는 이더넷, 토큰 링, FDDI, 100VG-AnyLAN 프로토콜이 있습니다.

글로벌 네트워크에서 데이터 링크 계층은 개별 통신 회선으로 연결된 두 개의 인접한 컴퓨터 간의 메시지 교환을 제공합니다. 점대점 프로토콜(이러한 프로토콜을 종종 호출함)의 예는 널리 사용되는 PPP 및 LAP-B 프로토콜입니다.

프로토콜: IEEE 802.1(장치(스위치, 브리지) 설명)

LLC - 802.2와 MAC(CSMA/CD) - 802.3으로 구분되며,

MAC(토큰링) - 802.5,

MAC(이더넷) - 802.4

이더넷 프레임 구조: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |

1) 프리앰블(프레임 전송 시작 ​​- 8바이트)

2) 대상 주소(2-6바이트 대상 MAC 주소, 링의 경우 2바이트)

3) 발신인 주소(2-6)

4) 데이터 필드 길이(2바이트)

5) 데이터 필드(64 - 1500바이트)

6) 체크섬

LLC 프로토콜: 1- LLC 802.2

| DSAP1byte | SSAP1바이트 | 제어 1바이트 | 데이터 |

2-LLC 802.2 스냅

| DSAP 2바이트 | SSAP 2바이트 | 3바이트 제어 | 프로토콜 제품군 type3byte | 프로토콜 유형 2바이트 | 데이터 |

DSAP - 수신자의 프로토콜을 지정합니다.

SSAP - 표시. 발신자 프로토콜

Control - t 연결을 제어합니다.

제품군 유형 - (IPX /SPX, X.25, ATM, TCP/IP=0)

프로토콜 유형 - 0x0800 - IP, 0x0806 - ARP

MAC 주소(48비트): 개인, 브로드캐스트, 그룹의 3가지 유형이 정의됩니다.

|0|0|22비트|24비트|

00 - 개인 주소, 11 - 브로드캐스트, 10 - 그룹.

22비트 - 제조업체의 조직 코드

24비트 - 네트워크 어댑터 코드

23. 채널 T1/E1.

T1/E1 채널 임대 T1/E1 채널은 최근 몇 년 동안 기업 네트워크와 서버를 인터넷에 연결하는 수단으로 매우 인기를 얻었습니다. 이는 채널의 높은 데이터 전송률(T1 채널의 경우 1.544Mbps, El의 경우 2.048Mbps) 때문입니다.

T1 회선은 원래 전화 교환기 간에 통화를 전달하도록 설계된 이중 디지털 회로입니다. 물리적으로 연결은 두 쌍의 전화 트위스트 와이어를 통해 수행됩니다(한 쌍은 한 방향이고 두 번째 쌍은 반대 방향임).

AMI채널 사용 양극성 코딩(바이폴라 인코딩). .이 메서드에는 다른 이름이 있습니다. 대체 반전 논리(아미). 라인에 전압이 없으면 0에 해당하고 양수 및 음수 펄스가 차례로 사용되어 단위를 나타냅니다. 표준 표현(NRZ 코드 형식)과 비교한 이러한 인코딩의 예

동기화그래요.

논리적 0의 긴 시퀀스로 인해 수신기의 동기화가 손실될 수 있습니다. 이를 방지하려면 적용하십시오. 양극성 치환 방법 8 0– (B8ZS).

송신기에서 감지한 8개의 0으로 구성된 각 그룹은 "의미 없는 단어"로 대체됩니다. 채널에서 수신하면 역변환이 수행됩니다. 이 대체 조합을 분리하기 위해(인식을 시작하기 위한 신호로) 직렬 전송이 사용되며 두 개의 양수를 반전하지 않습니다(일반적인 AMI 코드 시퀀스에서는 허용되지 않음). 그림 5.2는 이러한 대체 조합의 예를 보여줍니다.

프레임 동기화

E1 채널은 각각 64Kbps의 24개의 개별 채널로 구성됩니다. 전송된 정보는 프레임으로 나뉩니다. D4 및 ESF 방법이 가장 널리 사용됩니다(또한 M13 알고리즘은 E3 라인에서 자주 사용됨).

알고리즘 D4

프레임은 1개의 동기 비트와 24바이트의 데이터를 포함합니다(그림 5.3 참조). 따라서 전체 프레임 길이는 193비트입니다.

12개의 프레임 그룹에는 특수 12비트 마스크(그림 참조)가 제공됩니다. 프레임 정렬 신호(프레임 정렬 신호). 12개의 프레임 그룹을 호출합니다. 슈퍼프레임.

ESF 알고리즘 ESF(Extended SuperFrame) 슈퍼프레임 생성 알고리즘은 슈퍼프레임 크기가 기존 12프레임에서 24프레임으로 늘었다는 점에서 차이가 있다. 이러한 kz 수퍼프레임에서 24개의 오버헤드 비트, 6개만 동기화 목적으로 사용됩니다. 나머지 18비트 중 6비트는 오류 수정에 사용되고 12비트는 회선 상태의 현재 모니터링에 사용됩니다.

알고리즘 M13 TK 채널(44.476Mbps)용으로 설계되었습니다. 프레임은 4760비트를 포함합니다. 이 중 56비트는 프레임 정렬(프레이밍), 오류 수정 및 라인 모니터링에 사용됩니다.

펄스 코드 변조(PCM)

T1 채널은 원래 전화 대화를 전송하기 위한 것이지만 디지털 회선을 통해 전송되었습니다.

기존 전화기에서 신호는 300~3400Hz의 주파수 범위에서 아날로그로 전송됩니다. 아날로그 신호를 디지털 형식으로 변환하기 위해 PCM(펄스 코드 변조)-PCM(펄스 코드 변조)이 사용됩니다. 이를 위해 아날로그 신호의 진폭을 8비트의 디지털 판독값으로 변환하는 ADC 블록이 도입되었습니다. 이러한 판독값을 취하는 빈도는 다음을 고려하여 선택되었습니다. 나이퀴스트 정리(나이퀴스트). 이 정리에 따르면 신호를 아날로그에서 디지털로 적절하게 변환하려면 샘플링 주파수가 샘플링된 신호 주파수의 2배여야 합니다. 전화 채널의 경우 초당 8000개의 폴링 빈도가 선택되었습니다. 따라서 디지털 라인의 대역폭은 8 x 8000 = 64Kbps여야 합니다.

다중화 T1 라인에서는 이러한 64kbit/s 디지털 채널 중 24개가 함께 조립됩니다. 이것은 총 처리량을 1.544Mbps로 가져옵니다. 병합을 위해 적용 채널의 시간 다중화– 시분할 다중화(TDM). 사용 가능한 전체 대역폭은 125 µs의 기본 시간 간격으로 나뉩니다. 장치는 이러한 기본 간격의 기간 동안 전체 주파수 대역을 독점합니다.

다중화 덕분에 T1 라인은 오디오, 디지털 데이터 및 비디오 신호를 동시에 전송할 수 있습니다. 필요한 경우 1.544Mbps의 모든 사용 가능한 대역폭을 하나의 데이터 스트림으로 독점할 수 있습니다.

시스템 구조그림은 T1 라인에서 운용할 수 있는 단말장치의 가능한 구조를 보여주고 있다. 여기서 CSU는 채널 서비스 단위이고 DSL은 데이터 서비스 단위입니다.

분수 T1 라인사용자는 T1 채널의 일부만 대여할 수 있습니다. 동시에 64Kbps에서 DSO(디지털 신호 0) 채널 수(1~24)에 대해 비용을 지불할 기회가 주어집니다.

채널 E1유럽에서 1TU(International Telecommunication Union)는 이러한 디지털 채널에 대해 약간 다른 분류를 제안했습니다. 기본은 30개의 USO 채널(각각 64Kbps)과 동기화를 위한 1개의 추가 채널 및 서비스 정보 전송을 위한 1개의 채널을 포함하는 E1 캐팔입니다. E1 채널의 대역폭은 2.048Mbps입니다.

전송 매체다양한 미디어를 사용하여 T1 유형의 채널을 구성할 수 있습니다. 예: 두 쌍의 꼬인 도체 - T1 채널을 구성할 수 있습니다. 4개의 T1 채널을 동축 케이블로 구성할 수 있습니다. 마이크로웨이브 케이블을 사용하면 8개의 T1 라인을 배치할 수 있습니다. 광섬유 케이블은 최대 24개의 T1 라인을 포함할 수 있습니다.

ISDN 네트워크

ISDN(통합 서비스 디지털 네트워크) 디지털 네트워크는 T1/E1 채널을 통한 연결의 대안으로 널리 사용됩니다. 차이점은 주로 지불 방법에 있습니다. T1 채널의 전체(또는 일부)에 대해 고정된(다소 높은) 구독료가 부과됩니다. ISDN 네트워크에서는 연결 시간에 대해서만 요금이 부과됩니다.

ISDN 기술은 음성 및 디지털 데이터의 동시 전송을 허용하고 글로벌 네트워크에 대한 고속 연결을 제공합니다. 이 기술은 소규모 사무실의 필수 요구 사항을 충족하기 위해 개발되었습니다.

T1 채널과 유사하게 이 기술은 64Kbit/s 디지털 채널 사용을 기반으로 합니다. 아날로그(음성) 데이터는 초당 8000회 사전 샘플링(샘플링 수행)됩니다. 각 샘플은 8비트 정보를 나타냅니다. 즉, PCM을 사용합니다.

B-채널모든 ISDN 회선의 주요 구성 요소는 64Kbps 용량의 단방향 B 채널입니다. 디지털화된 오디오 또는 비디오 데이터 또는 디지털 데이터 자체를 전송할 수 있습니다.

D-채널서비스 정보를 전송하기 위해 사용합니다. 예를 들어 연결을 설정하고 끊기 위한 신호입니다. B-채널의 전체 대역은 유용한 정보의 전송만을 위한 것입니다.

두 가지 표준 ISDN 채널 구성이 있습니다. BRI 및 PRI/

BRI 인터페이스이것은 2개의 64Kbps B-채널과 1개의 16Kbps D-채널의 논리적 조합입니다. BRI(Basic Rate Interface) - 공칭 속도로 인터페이스를 전송합니다.

BRJ 인터페이스는 원격 사용자와 소규모 사무실을 위한 최적의 구성입니다. 총 대역폭은 128Kbps이며 D-채널은 서비스 정보 전송용으로만 사용되며 BRI는 최대 8개의 장치(전화, 디지털 및 비디오)를 연결할 수 있습니다.

D-채널 교환은 SS7(Signalling System Number 7) 프로토콜을 사용합니다.

PRI 인터페이스 PRI(Primary Rate Interface) - 기본 속도의 전송 인터페이스. 이 인터페이스는 T1 회선의 최대 전송 속도에 해당합니다. PRI 구성은 23개의 64Kbps 채널(B-채널)과 1개의 64Kbps D-채널로 구성됩니다. 따라서 사용자는 1.472Mbps의 속도로 전송할 수 있습니다.

유럽 ​​ISDN 회선에서 PRI 구성은 30개의 B-채널에 해당합니다(E1에는 유용한 정보를 전송하기 위한 많은 채널이 포함되어 있기 때문입니다).

사용자 연결그림 5.5는 ISDN 가입자 컴플렉스의 일반적인 하드웨어 구성을 보여줍니다.

장치 NT1(Network Terminator 1)은 가입자를 디지털 채널에 연결하는 데 사용됩니다.

NT2 장치(Network Terminator 2)는 NT1과 모든 단말 장비 사이의 중간 수준을 차지합니다. ISDN 라우터 및 디지털 PBX가 될 수 있습니다.

첫 번째 유형 TE1(Terminal Equipment 1)의 단말 장치는 NT 유형 장치에 연결할 수 있는 사용자 장비로 간주됩니다. 예를 들어 ISDN 워크스테이션, 팩스, ISDN 전화기가 있으며 두 번째 유형의 단말 장치 TE2(Terminal Equipment 2)는 NT2에 직접 연결할 수 없지만 필요한 모든 장비(아날로그 전화기, PC 등)를 포함합니다. 특수 터미널 어댑터 TA(터미널 어댑터)를 사용합니다.

장비배선은 UTP 클래스 3 이상(최대 10Mbps의 속도로 전송 제공)의 꼬인 구리선(연선)으로 이루어집니다. BR1 인터페이스에는 1개의 UTP 쌍이 필요하고 PRI 인터페이스에는 2개의 UTP 쌍이 필요합니다.

NT1 장치는 매우 간단하므로 종종 터미널 장비에 통합됩니다.

사용자의 ISDN 장비는 내장형이거나 독립형일 수 있습니다. 임베디드 장치도 결합할 수 있습니다. NT1 및 여러 TA 터미널 어댑터를 포함합니다. 외부 터미널 어댑터는 모뎀처럼 보이기 때문에 종종 ISDN 모뎀이라고도 합니다(변조 또는 복조는 없음). 매우 자주 다른 유형의 장비(ISDN 라우터 - 이더넷)가 사용됩니다. 또한 채널과 로컬 네트워크 사이의 다리 역할도 합니다. 이것은 라우터 브리지입니다.

H-채널 ITU는 ISDN H-채널에 대한 표준을 발표했습니다. 여기에는 HO(6개의 B 채널 포함 - 화상 회의를 지원하도록 설계된 384Kbps의 처리량)에서 채널 H4(2112개의 D 채널 포함, 처리량 - 135Mbps, 방송 지향 비디오 및 오디오 데이터)까지 5가지 구성이 포함됩니다.

ISDN 서비스 ISDN 채널은 다음과 같은 다양한 부가 서비스를 제공할 수 있습니다. 수신 전화를 다른 전화 번호로 착신 전환; 발신자 번호의 식별; 작업 그룹의 조직 등

프레임 릴레이 네트워크

X.25 프로토콜을 사용하는 네트워크는 신뢰할 수 있지만 충분히 빠르지는 않습니다. 이와 관련하여 매우 높은 전송 속도, 특히 프레임 릴레이 및 ATM 네트워크에 중점을 둔 수정이 제안되었습니다.

프레임 릴레이 기술의 조상인 프레임 릴레이는 90년대 초반에 철도를 따라 설치된 광섬유 라인의 광범위한 네트워크를 보유한 미국 회사 WILTEL이었습니다. X.25와 달리 프레임 릴레이 기술을 사용하면 T1(1.5Mbps) 및 T3(45Mbps) 채널과 호환되는 전송 속도를 제공할 수 있었지만 X.25에서는 일반적으로 64Kbps였습니다.

프레임 형식 이 기술의 본질은 세 번째(네트워크) 계층 X.25를 거부하는 데 있습니다. 전송이 프레임 단위로 수행되는 두 번째(링크) 계층의 사용으로 제한됩니다. 프레임 헤더만 수정됩니다.

프레임 릴레이 프레임 헤더에는 다음이 포함됩니다.

10비트 필드 DLCI - 데이터 링크 식별자. 이 필드는 라우터가 목적지 호스트를 찾는 데 사용합니다. 프레임 릴레이 정보입니다.

나머지 6개의 헤더 비트 중:

3비트는 과부하 플래그로 작동합니다.

1비트 - 프레임의 우선순위를 낮출 수 있습니다(DE 비트라고 함).

2비트 - 예약됨.

전송 속도

전송 속도는 세 가지 매개변수의 형태로 공급자와 합의됩니다.

- CIR은 협상된 전송 속도입니다.

Bc – 트래픽 확장의 합의된 양;

Be는 트래픽 확장의 한계 값입니다.

볼륨 Be의 트래픽은 제한된 시간 동안만 네트워크에서 수신할 수 있습니다.

Vs 스케줄의 전송은 평균 네트워크 부하가 합의된 CIR 값을 초과하지 않는 경우에만 허용됩니다.

과부하의 경우 패킷은 라우터에 의해 삭제되거나 비트가 "1"로 설정됩니다. 드(우선순위 감소), 그리고 이 경우 그러한 패킷은 필요한 경우 경로를 따르는 모든 라우터에 의해 파괴될 수 있습니다.

채널 유형

프레임 릴레이 기술은 두 가지 유형의 채널에서 작동할 수 있습니다.

PVC - 영구 가상 회로;

SVC - 전환된 가상 회로.

PVC는 시스템 구성 단계에서 정의되며 패킷이 항상 동일한 경로를 따라 전달되도록 합니다. SVC는 전송이 시작될 때마다(연결 설정 단계 동안) 설정되므로 네트워크 섹션에 결함이 있는 것을 방지합니다.

오류로부터 보호

프레임 릴레이 네트워크는 프레임의 정확성(FCS 필드 분석 사용)을 확인하고 오류가 발견되면 프레임을 삭제합니다. 그러나 이러한 삭제된 프레임의 재전송은 요청되지 않습니다. 더 높은 수준의 프로토콜인 전송 프로토콜(단대단 전달을 담당함)은 메시지를 조합하고 전달되지 않은 프레임을 요청해야 합니다. 따라서 이러한 네트워크는 오류가 매우 드물고 패킷 재전송 가능성도 낮은 고품질 광섬유 채널 사용에 중점을 둡니다.

ATM 네트워크

ATM 네트워크는 X.25 네트워크의 또 다른 대안으로 개발되었습니다. 이 네트워크의 전송 속도도 25.5Mbps에서 2.488Gbps 사이입니다. 클래스 3 비차폐 연선 UTP에서 광섬유 채널에 이르기까지 다양한 미디어를 전송 매체로 사용할 수 있습니다.

이 기술은 다음과 같이 알려져 있습니다. 빠른 패킷 스위칭 - 빠른 패킷 스위칭.

높은 전송 속도는 다음을 통해 제공됩니다.

1. 고정 프레임 크기 - 53바이트

2. 정확한 전송을 보장하기 위한 조치의 부재. 이 작업은 상위 프로토콜 계층(전송)으로 전송됩니다.

ATM 기술은 OSI 개념에 따라 두 번째(링크) 계층에 속합니다. ATM의 프레임은 세포(셀). 이러한 셀의 형식은 왼쪽 그림에 나와 있습니다.

셀 헤더(5바이트)에는 다음이 포함됩니다.

가상 경로 식별자 - VPI(가상 경로 식별자);

가상 채널 식별자 - VCI(가상 채널 식별자);

데이터 유형 식별자(3비트);

셀 손실 우선 순위 필드(1비트);

헤더 오류 제어 필드(8비트)는 헤더 바이트의 합계 모드 2입니다. 더 높은 수준의 프로토콜은 메시지를 세그먼트로 자릅니다.

각각 48바이트로 셀 정보 필드에 배치합니다.

ATM 기술은 2가지 유형의 채널을 지원합니다(Frame 네트워크와 유사

PVC - 영구 가상 회로;

SVC - 전환된 가상 회로.

ATM 링크 계층에서 2개의 하위 계층이 할당됩니다(참조 . 쌀오른쪽 상단): ATM 계층 자체와 ATM 적응 계층.

ATM Adaptation Layer(ATM Adaptation Layer) - AAL - 다음 중 하나를 구현합니다.

다섯 가지 전송 모드:

AAL1- 특징 일정한 전송 속도(CBR) 및 동기 트래픽.음성 및 비디오 이미지의 전송에 중점을 둡니다.

AAL2- 또한 지원 동기 전송그러나 사용 가변 비트 전송률(VDR). 불행히도 아직 구현되지 않았습니다.

AAL3/AAL4(단일 프로토콜로 결합) - 초점 가변 비트 전송률(VBR). 동기화가 제공되지 않습니다. AAL4는 먼저 연결을 설정할 필요가 없다는 점에서 다릅니다.

AAL5- AAL3와 유사하며 더 적은 양의 서비스 정보만 포함합니다.

AAL1 및 AAL2 프로토콜에 따르면 48바이트 정보의 일부가 전송됩니다(1바이트는 서비스 1바이트임). AAL3 - AAL5 프로토콜에는 최대 65536바이트 크기의 블록(세그먼트로 절단) 전송이 포함됩니다.

권장 사항 X.25는 물리적, 데이터 링크 및 네트워크의 세 가지 프로토콜 계층을 설명합니다. 물리적 계층은 물리적 인터페이스 계층에서 신호 레벨과 상호 작용 논리를 설명합니다. 예를 들어 모뎀을 개인용 컴퓨터의 직렬 포트(RS-232/V.24 인터페이스)에 연결해야 했던 독자들은 이 수준에 대해 알 것입니다. 두 번째 수준(LAP / LAPB)은 약간의 수정을 거쳐 현재 대량 수요 장비에서도 상당히 널리 사용되고 있습니다. 예를 들어 모뎀 장비에서는 통신 채널을 통해 정보를 전송할 때 오류로부터 보호하는 역할을 하는 MNP 그룹 프로토콜도 사용합니다. LLC 수준의 로컬 네트워크에서와 같이. 프로토콜의 두 번째 계층은 점대점 연결에서 효율적이고 안정적인 데이터 전송을 담당합니다. X.25 네트워크의 이웃 사이. 이 프로토콜은 인접 노드 간의 전송 중 오류 보호 및 데이터 흐름 제어를 제공합니다(수신측이 데이터를 수신할 준비가 되지 않은 경우 송신측에 이를 알리고 후자는 전송을 일시 중단함). 또한이 프로토콜에는 두 지점 사이의 채널 길이 (채널의 지연 시간)와 품질에 따라 전송 속도 측면에서 최적의 모드를 얻을 수있는 값을 변경하는 매개 변수가 포함되어 있습니다. 채널(전송 중 정보 왜곡 가능성). 두 번째 수준의 프로토콜에서 위의 모든 기능을 구현하기 위해 "프레임"("프레임") 개념이 도입되었습니다. 프레임은 특정 방식으로 구성된 정보(비트) 조각입니다. 플래그 프레임을 시작합니다. 프레임 사이의 구분 기호인 엄격하게 정의된 유형의 비트 시퀀스입니다. 그런 다음 지점간 연결의 경우 주소 "A" 또는 주소 "B"로 축소되는 주소 필드가 나옵니다. 다음은 프레임에 정보가 포함되어 있는지 아니면 순수한 서비스인지를 나타내는 프레임 유형 필드입니다. 예를 들어 정보의 흐름을 늦추거나 이전 프레임의 수신/비수신을 송신측에 알린다. 프레임에는 프레임 번호 필드도 있습니다. 프레임에는 주기적으로 번호가 매겨집니다. 즉, 특정 임계값에 도달하면 번호 매기기가 0부터 다시 시작됩니다. 마지막으로 프레임은 확인 시퀀스로 끝납니다. 시퀀스는 프레임을 전송할 때 특정 규칙에 따라 계산됩니다. 이 순서에 따라 수신 시 프레임을 전송하는 동안 정보가 왜곡되지 않았는지 확인합니다. 프로토콜 매개변수를 라인의 물리적 특성으로 설정할 때 프레임 길이를 변경할 수 있습니다. 프레임이 짧을수록 전송 중에 손상될 가능성이 줄어듭니다. 그러나 라인의 품질이 좋으면 더 긴 정보 프레임으로 작업하는 것이 좋습니다. 채널(플래그, 프레임 서비스 필드)을 통해 전송되는 중복 정보의 비율이 감소합니다. 또한 수신측의 승인을 기다리지 않고 송신측이 보내는 프레임 수를 변경할 수 있습니다.

이 매개 변수는 소위와 연결됩니다. "번호 매기기 모듈", 즉 임계값에 도달하면 번호가 0에서 다시 시작됩니다. 이 필드는 8(정보 전송 지연이 너무 크지 않은 채널의 경우) 또는 128(예: 채널을 통한 정보 전송의 지연이 큰 경우 위성 채널의 경우)과 같을 수 있습니다. 마지막으로 세 번째 수준의 프로토콜은 "네트워크"입니다. 이 계층은 X.25 네트워크를 논의하는 맥락에서 가장 흥미롭습니다. 처음에 이러한 네트워크의 특성을 결정하는 것이 이 수준이기 때문입니다.

기능적으로 이 프로토콜은 X.25 데이터 네트워크의 라우팅을 주로 담당하여 "진입점"에서 네트워크로 "출구점"으로 정보를 가져옵니다. 해당 수준에서 세 번째 계층 프로토콜도 정보를 구조화합니다. 덩어리로 나눕니다. 세 번째 수준에서 정보 조각을 "패킷"이라고 합니다. 패킷의 구조는 많은 면에서 프레임의 구조와 유사합니다. 패키지에는 고유한 번호 지정 모듈, 주소 필드, 패키지 유형, 고유한 제어 순서가 있습니다. 전송하는 동안 패킷은 정보 프레임(두 번째 수준의 프레임)의 데이터 필드에 배치됩니다. 패킷 필드는 해당 프레임 필드와 기능적으로 다릅니다. 우선, 이것은 패킷에서 15자리로 구성된 주소 필드에 관한 것입니다. 패킷의 이 필드는 전 세계의 모든 패킷 교환 네트워크 내에서 가입자 식별을 제공해야 합니다.

인터넷

인터넷은 사용자를 위한 "원활한" 네트워크를 형성하기 위해 IP 프로토콜을 사용하여 상호 작용하는 모든 네트워크입니다. 현재 인터넷에는 수만 개의 네트워크가 포함되어 있으며 그 수는 지속적으로 증가하고 있습니다. 1980년에는 인터넷에 200대의 컴퓨터가 있었습니다. 네트워크에 연결된 컴퓨터의 수는 매월 약 15%씩 계속 증가하고 있습니다. 상업용 네트워크를 연결한 후 인터넷의 규모가 크게 증가했습니다. America Online, CompuServe, Prodigy, Delphi, GEuie, BIX 등과 같은 네트워크였습니다.

인터넷 제어인터넷 사회(ISOC - Internet Society)는 인터넷 발전의 방향을 결정합니다. 이것은 자발적으로 일하는 조직입니다. 그 목적은 인터넷을 통한 글로벌 정보 교환을 촉진하는 것입니다. 그녀는 인터넷의 기술적 방향과 방향을 책임지는 장로 위원회를 임명합니다.

IAB 장로 위원회(Internet Architecture Board)는 표준을 승인하고 자원을 할당하기 위해 정기적으로 회의를 합니다. 표준의 존재는 다른 플랫폼(Sun, Macintosh, IBM 등)의 컴퓨터 네트워킹을 용이하게 해야 합니다. 네트워크의 각 컴퓨터에는 고유한 32비트 주소가 있습니다. 주소 할당 규칙은 IAB에서 결정합니다.

IETF 엔지니어링 위원회(Internet Engineering Task Force)라는 또 다른 공공 기관이 있습니다. 정기적으로 만나 기술 및 조직 문제를 논의하고 필요한 경우 작업 그룹을 구성합니다.

더 나은 통신 메커니즘이 없는 한 시스템에서 프로세스의 상호 작용을 구성하기 위해 P 및 V 작업을 사용할 수 있습니다. 개선을 위한 제안 중 하나

쌀. 8.7. 그림의 계산 그래프의 두 노드에 대한 프로세스의 P/V 시스템. 8.2.

쌀. 8.8. 모델 계층에 P/V 시스템 추가.

이 메커니즘은 메시지를 사용하는 제안입니다. 메시징 시스템은 메시지를 사용하여 통신하는 일련의 프로세스입니다. 메시지에 대해 두 가지 작업이 가능합니다: 보내기 및 받기. 메시지를 보내는 것은 V-작업과 같고 메시지를 받는 것은 -작업과 같습니다. 수신 작업 중에 메시지가 없으면 수신자는 메시지가 전송될 때까지 기다립니다.

Riddle의 모델링 체계는 이 메커니즘을 기반으로 합니다. 이 모델은 컴퓨터 네트워크에서 프로토콜을 모델링하는 데 가장 적합한 것으로 보입니다. 수수께끼는 메시지를 통해 통신하는 (유한) 프로세스 집합을 고려합니다. 메시지는 채널 프로세스(사서함)라고 하는 특수 프로세스에 의해 전송 및 요청됩니다. 채널 프로세스는 기본적으로 전송되었지만 아직 수신되지 않은 일련의 메시지 또는 발행되었지만 아직 충족되지 않은 싱크의 메시지에 대한 요청 세트를 제공합니다. 시스템의 다른 프로세스를 소프트웨어 프로세스라고 하며 SPML(Software Process Modeling Language)에 설명되어 있습니다.

세 가지 프로세스 시스템의 예가 그림 1에 나와 있습니다. 8.9. 예에서 알 수 있듯이 YMPP의 프로세스 설명은 본질적으로 다이어그램입니다. 시스템의 메시지 전달 활동만 관심 대상입니다. 메시지는 유형이 유일한 특징인 추상 요소입니다. 시스템의 메시지 유형 수는 유한할 수 있습니다. 각 프로세스의 메시지 버퍼에서 메시지를 보내거나 받습니다. 프로세스당 하나의 버퍼만 있습니다. YMPP 제안은 다음과 같습니다. 메시지 버퍼에 해당 유형의 메시지를 넣습니다. 채널 프로세스의 메시지 버퍼에 메시지 보내기 채널 프로세스에서 메시지 요청 메시지가 수신될 때까지 (필요한 경우) 기다립니다. 메시지는 메시지 버퍼에 저장됩니다. 메시지 버퍼의 메시지 유형을 확인하고 메시지 유형이 다음 이외의 경우 문장으로 점프합니다. 내부 데이터 종속 검사를 시뮬레이션합니다. 다음 명령문을 실행하여 처리를 계속하거나 Transfer Control to End Process 명령문으로 이동하십시오.

NMPM이 있는 시스템은 많은 병렬 프로세스를 모델링합니다. 각 프로세스는 프로그램의 시작 부분에서 시작하여 시스템에서 가능한 메시지 흐름을 나타내는 메시지 전달 표현식을 작성하는 방법을 보여주는 Riddle의 문장을 만날 때까지 프로그램을 실행하고 이 표현식을 사용하여 시스템의 구조를 탐색하고 적절한 작동. 이 메시지 전달 표현식은 Petri net 언어와 동일한 목적으로 사용됩니다. 따라서 우리는 YMPP의 프로세스 시스템 설명이 Riddle의 분석에서 표현된 메시지 전달 표현과 일치하도록 페트리넷으로 변환될 수 있는 방법을 보여줍니다. 이 변환은 YMPP에서 개별 설명 문장의 구현을 무시하지만 약간 수정하면 Petri net 언어로도 표현할 수 있습니다.

Petri net으로 프로세스를 모델링하기 위해 프로세스당 하나의 토큰을 프로그램 카운터로 사용합니다. 채널 프로세스에 메시지가 존재하는 것도 특징입니다. 메시지는 유형별로 식별되므로 채널 프로세스에서 각 메시지 유형을 별도의 위치로 모델링해야 합니다. MLCM을 사용하는 시스템의 매우 중요한 속성은 메시지 수가 유한하다는 것입니다. 모든 소프트웨어 프로세스도 유한합니다. 메시지 대기열만 잠재적으로 무제한의 메모리를 차지합니다. 따라서 채널 프로세스를 모델링하고 송수신 문장을 올바르게 표현하는 능력은 YMPP 설명을 Petri net으로 변환하는 데 가장 중요한 측면입니다. 모델링

채널 프로세스를 위치 집합(각 메시지 유형에 대해 하나씩)으로 처리하는 경우 해당 채널 프로세스 및 메시지 유형을 나타내는 위치에 토큰을 배치하는 전환으로 send 절을 나타낼 수 있습니다. 수신 절은 단순히 채널 프로세스의 모든 위치에서 토큰을 제거합니다. 토큰을 제공하는 특정 위치에 따라 수신된 메시지 유형이 결정됩니다. 이 정보는 차후 제안에 사용될 수 있습니다.

메시지 전달 표현식의 단일 문자는 채널 프로세스에서 보내거나 받은 메시지에 대한 메시지 유형입니다. 페트리 네트의 각 전환은 해당 페트리 네트에 대한 페트리 네트 언어의 기호를 생성하므로 MLCM 시스템의 보내기 및 받기 절만 모델링할 수 있습니다. 따라서 Petri net에는 두 가지 유형의 위치가 있습니다. 한 종류의 레이블이 지정된 위치는 채널 프로세스에서 유형 메시지 수의 카운터 역할을 하고 다른 종류의 위치는 JMPP 프로그램의 보내기 및 받기 절을 나타냅니다. 이 문장은 고유하게 레이블이 지정됩니다. 우리는 메시지 버퍼의 유형 메시지로 문장을 나타내는 위치에 해당 문장과 연결된 위치에 확인 표시 기호로 레이블을 지정하여 해당 문장이 이미 실행되었음을 의미합니다. 쌀. 8.10은 페트리넷으로 문장을 모델링하는 방법을 보여줍니다. 무화과에. 8.10 위치는 문장 앞에 오는 문장과 관련된 위치를 나타냅니다.

이제 YMPP 프로그램에서 다른 문장 앞에 오는 문장을 정의하는 것이 가능하다는 것을 보여줘야 합니다. 각 문장은 메시지 유형과 문장 번호로 구성된 쌍으로 간주될 수 있습니다. 메시지 버퍼에 있는 다른 메시지 유형을 가진 동일한 문장은 페트리넷에서 다르게 모델링되기 때문입니다. 문장 선행자를 결정하는 가장 확실한 방법은 YMPP의 각 프로그램 시작 부분에서 특별한 시작 문장(시작 위치가 됨)을 실행하고 프로그램 설명에 따라 가능한 모든 후속 전송 및 수신 문장을 생성하는 것입니다. 메시지 버퍼 내용. 이 프로세스는 모든 송신 및 수신 절이 생성되고 해당 후속 항목이 식별될 때까지 들어오는 모든 절에 대해 반복됩니다. YMPP 설명에 있는 문장의 수와 메시지 유형의 수가 유한하기 때문에 유한한 수의 문장 쌍만 생성됩니다! /유형, 메시지. 이 절차는 Riddle이 메시지 전달 표현식을 구성하는 데 사용하는 특성 방정식과 유사합니다. 무화과에. 8.11 제안 나열

쌀. 8.10. (스캔 참조) 전송 및 수신 문장을 Petri net 전환으로 변환. 맨 위에는 메시지 버퍼에 메시지 유형이 있는 sk:send 문장 모델이 있습니다. 아래 채널 프로세스는 채널 프로세스에서 sk:receive 문장 모델입니다. 가능한 메시지 유형

및 그림에 묘사된 NMTP 시스템에 대한 가능한 후계자. 8.9.

문장의 후속 항목이 식별되면 이 정보를 사용하여 문장의 가능한 선행 항목을 식별할 수 있으므로 그림 4에 표시된 것과 같은 전환을 사용하여 NMPT 시스템과 동일한 페트리넷을 구성할 수 있습니다. 8.10. 특별한 시작 위치는 시스템에 있는 모든 프로세스의 첫 번째 문장의 선행자입니다. 무화과에. 8.12 그림에 표시된 NMTP가 있는 시스템. 8.9는 동등한 Petri net으로 변환됩니다.

Petri nets의 메시징 시스템 변환에 대한 간략한 설명은 이 모델이 Petri nets의 시뮬레이션 기능에 의해 활성화되었음을 보여줍니다. 또한 언어 클래스로 간주되는 일련의 메시지 전달 표현식이 Petri net 언어 클래스의 하위 집합임을 보여줍니다.

P/V 시스템은 한 가지 유형의 메시지만 있는 메시징 시스템으로 모델링할 수 있으므로 P/V 시스템은

쌀. 8.11. (스캔 참조) 그림에 표시된 YMPP가 있는 시스템에 대한 제안 및 후속 제품. 8.9.

메시징 시스템에 포함됩니다. 흡연자 문제를 해결하기 위해 메시징 시스템을 구축하는 것은 쉽기 때문에 메시징 시스템에 P/V 시스템을 포함하는 것은 독점적입니다. 반면에 메시지 시스템은 동시에 여러 소스에서 입력 메시지를 수신할 수 없으므로 페트리넷과 동일하지 않습니다.

여러 입력으로 전환을 시뮬레이션하려고 할 때 다음 두 가지 경우 중 하나가 발생할 수 있습니다.

1. 프로세스는 모든 입력에서 토큰(메시지) 수신을 시도하지만 유효하지 않으므로 차단되고 다른 전환을 계속하는 데 필요한 토큰은 지연됩니다. 이것은 세 번째 제약을 위반하는 Petri net의 교착 상태에 해당하지 않는 메시지가 있는 시스템의 교착 상태로 이어집니다.

2. 프로세스는 필요한 나머지 칩이 누락되었음을 감지하고 반환하여 불필요한 교착 상태를 생성하지 않도록 합니다.

(스캔을 보려면 클릭)

칩이 파생된 위치(채널 프로세스)의 칩. 이러한 작업은 임의로 자주 수행될 수 있습니다. 즉, 페트리넷의 제한된 전환 트리거 시퀀스에 해당하는 메시지가 있는 시스템의 작업 시퀀스 길이에 제한이 없습니다. 따라서 두 번째 제약 조건이 위반됩니다.

쌀. 8.13. 모델 계층에 메시지가 있는 시스템 추가.

Riddle은 사례 1에 해당하고 불필요한 교착 상태를 초래하는 변환을 도입했습니다. 어쨌든 우리는 메시지 시스템이 임의의 페트리 네트를 모델링할 수 없다는 것을 알았습니다(우리가 공식화한 제한 사항에 따라). 따라서 결과적으로 그림 3과 같은 계층 구조를 얻습니다. 8.13.

추신 아마도 목록은 시간이 지남에 따라 확장될 것입니다.

네트워크는 동일합니다. 당신은 사이트에 가서 뉴스를 읽기로 결정합니다. 사이트의 브라우저 주소를 입력합니다. 그러면 컴퓨터가 어떻게든 이 페이지를 요청해야 합니다. 그리고 여기에서 전송 허브인 하위 프로토콜이 구출될 것입니다. 여기서, 각 레벨은 상술한 그림의 인물들과 비교할 수 있다.

나는 이 모든 논리를 공통 분모로 가져오고 내가 한 번 나 자신을 위해 꺼낸 예를 공유할 것입니다. 네트워크 단말 장치가 있습니다. 그것은 컴퓨터, 노트북, 태블릿 스마트폰 또는 다른 것은 중요하지 않습니다. 이러한 각 장치는 TCP/IP 스택을 통해 실행됩니다. 따라서 규칙을 따릅니다.

1) 응용 수준. 여기에서 네트워크 응용 프로그램 자체가 작동합니다. 즉, 예를 들어 컴퓨터에서 실행되는 웹 브라우저입니다.

2) 수송층. 응용 프로그램이나 서비스에는 수신 대기하고 연결할 수 있는 포트가 있어야 합니다.

3) 네트워크 계층. 다음은 IP 주소입니다. 네트워크에 있는 장치의 논리 주소라고도 합니다. 이를 통해 동일한 브라우저가 실행되는 컴퓨터에 연결할 수 있으므로 응용 프로그램 자체에 연결할 수 있습니다. 이 주소를 가지고 있는 그는 네트워크의 구성원이며 다른 구성원과 통신할 수 있습니다.

4) 링크 수준. 이것은 네트워크 카드 자체 또는 안테나입니다. 즉 송신기와 수신기입니다. 이 NIC를 식별하는 물리적 주소가 있습니다. 케이블, 커넥터도 여기에 포함됩니다. 이것은 컴퓨터를 다른 참가자와 연결하는 환경입니다.

가장 낮은 수준부터 시작합시다. 이것은 OSI 모델의 관점에서 볼 때 링크와 물리 계층이고, TCP/IP 프로토콜 스택의 높이에서 볼 때 액세스 레이어입니다. 우리는 TCP/IP를 사용하므로 그녀의 관점에서 이야기하겠습니다. 액세스 계층은 이해하는 바와 같이 물리적 계층과 데이터 링크 계층을 결합합니다.

물리적 수준.또는 "전기 수준"이라고 부르는 것을 좋아합니다. 신호의 매개변수와 신호의 형식 및 형식을 지정합니다. 예를 들어 이더넷이 사용되는 경우(선을 사용하여 데이터를 전송함) 변조, 전압, 전류는 무엇입니까? 이것이 Wi-Fi 인 경우 사용할 전파, 주파수, 진폭. 이 수준에는 네트워크 카드, Wi-Fi 안테나, 커넥터가 포함됩니다. 이 수준에서 비트와 같은 것이 도입됩니다. 이것은 전송된 정보의 측정 단위입니다.

채널 수준.이 레벨은 비트뿐만 아니라 이러한 비트의 의미 있는 시퀀스를 전송하는 데 사용됩니다. 단일 채널 환경에서 데이터를 전송하는 데 사용됩니다. 이것이 의미하는 바는 잠시 후에 설명하겠습니다. 이 수준에서 물리적 주소라고도 하는 MAC 주소가 작동합니다.

"물리적 주소"라는 용어가 도입된 데는 이유가 있습니다. 각 네트워크 카드 또는 안테나에는 제조업체에서 할당한 수 놓은 주소가 있습니다. 이전 기사에서 "프로토콜"이라는 용어를 언급했습니다. 거기에만 최상위 프로토콜, 더 정확하게는 적용된 프로토콜이 있었습니다. 링크 계층에서 자체 프로토콜이 작동하며 그 수는 적지 않습니다. 가장 널리 사용되는 것은 이더넷(근거리 통신망에서 사용), PPP 및 HDLC(광역 통신망에서 사용)입니다. 물론 이것은 모든 것과는 거리가 멀지 만 CCNA 인증에서 Cisco는 그것들만을 고려합니다.

이 모든 것을 딱딱하고 건조한 텍스트의 형태로 이해하기 어렵기 때문에 그림으로 설명하겠습니다.

지금은 IP 주소, OSI 모델 및 TCP/IP 프로토콜 스택은 잊어버리십시오. 4대의 컴퓨터와 스위치가 있습니다. 스위치는 컴퓨터 연결을 위한 공통 상자이므로 주의를 기울이지 마십시오. 각 컴퓨터에는 네트워크에서 식별하는 고유한 MAC 주소가 있습니다. 고유해야 합니다. 3자리 숫자로 제시했지만 이는 사실과 거리가 멉니다. 이제 이 그림은 논리적인 이해를 위한 것일 뿐, 실생활에서 어떻게 작동하는지 조금 더 낮게 작성하겠습니다.

그래서. 컴퓨터 중 하나가 다른 컴퓨터로 무언가를 보내려는 경우 보내는 컴퓨터의 MAC 주소만 알면 됩니다. MAC 주소가 111인 왼쪽 상단 컴퓨터가 오른쪽 하단 컴퓨터로 무언가를 보내려는 경우 대상에 MAC 주소 444가 있다는 것을 알면 문제 없이 보냅니다.

이 4대의 컴퓨터는 단순한 로컬 네트워크와 하나의 채널 환경을 형성합니다. 따라서 레벨의 이름입니다. 그러나 TCP/IP 네트워크에서 노드의 올바른 작동을 위해서는 링크 수준에서의 주소 지정만으로는 충분하지 않습니다. 또한 모든 사람에게 IP 주소 지정이라고 알려진 네트워크 수준의 주소 지정이 중요합니다.

이제 IP 주소에 대해 이야기해 보겠습니다. 그리고 그것들을 우리 컴퓨터에 할당하십시오.

이제 중요한 것입니다. 컴퓨터는 가용성을 확인해야 하는 컴퓨터의 MAC 주소를 모른다는 것을 이해합니다. IP 주소에서 MAC 주소를 찾기 위해 그들은 ARP 프로토콜을 생각해 냈습니다. 나중에 자세히 쓰겠습니다. 이제 MAC 주소와 IP 주소 간의 종속성을 이해하시기 바랍니다. 그래서 그는 전체 네트워크에 "누가 1.1.1.4입니까?"라고 외치기 시작합니다. 이 외침은 네트워크의 모든 참가자에게 들리고 이 IP 주소를 가진 노드가 있으면 응답합니다. 나는 그러한 컴퓨터를 가지고 있으며 이 외침에 대한 응답으로 그는 “1.1.1.4는 나입니다. 내 MAC은 444입니다." 내 컴퓨터는 이 메시지를 수신하고 내가 지시한 대로 계속할 수 있습니다.

다음으로 하나의 서브넷을 다른 서브넷과 구별하는 방법을 배워야 합니다. 그리고 컴퓨터가 다른 노드와 동일한 서브넷에 있는지 아니면 다른 노드에 있는지 이해하는 방법. 이것이 서브넷 마스크가 들어오는 곳입니다. 가면이 많고 처음에는 무섭게 느껴지지만 처음에는 그렇게 보일 뿐이라고 장담합니다. 전체 기사가 그녀에게 바쳐지고 거기에서 그녀의 모든 비밀을 알게 될 것입니다. 이 시점에서 작동 방식을 보여 드리겠습니다.

네트워크 어댑터 설정에 들어가거나 공급자가 알려주는 고정 주소를 등록한 경우 "서브넷 마스크" 필드가 표시됩니다. IP 주소, 기본 게이트웨이, DNS와 같은 형식으로 작성됩니다. 점으로 구분된 4개의 옥텟입니다. 이것을 본 적이 없다면 명령 프롬프트를 열고 ipconfig를 입력할 수 있습니다. 비슷한 것을 보게 될 것입니다.

네트워크를 현대화하여 조금 다르게 보여드리겠습니다.

모든 장치의 주소를 자세히 살펴보십시오. 세 번째 옥텟은 새 노드와 이전 노드에서 다른 것을 볼 수 있습니다. 이 문제를 처리합시다. 나는 또한 MAC:111 및 IP:1.1.1.1이 있는 컴퓨터에 앉아 있습니다. 새로운 노드 중 하나로 정보를 보내고 싶습니다. MAC:555 및 IP:1.1.2.1을 사용하여 오른쪽 상단 컴퓨터로 설정해 보겠습니다. 마스크를 쓰고 지켜보고 있습니다.

내 컴퓨터는 게이트웨이 주소가 1.1.1.254라는 것을 알고 있습니다. 그는 전체 네트워크에 "1.1.1.254 응답합니다"라고 외칠 것입니다. 이 메시지는 채널 환경의 모든 참가자가 수신하지만 이 주소에 앉아 있는 사람만 응답합니다. 그것은 라우터입니다. 응답을 보내고 그 후에야 내 컴퓨터가 데이터를 주소 1.1.2.254로 보냅니다. 그리고 주의를 기울이십시오. 데이터 링크 계층에서 데이터는 MAC:777로, 네트워크 계층에서 IP:1.1.2.1로 전송됩니다. 즉, MAC 주소는 채널 환경에서만 전송되며 네트워크 주소는 전체 경로를 따라 변경되지 않습니다. 라우터가 정보를 받으면 링크 수준에서 의도한 것으로 이해하지만 IP 주소를 보면 중간 링크임을 이해하고 다른 채널 매체로 전송해야 합니다. 두 번째 포트는 올바른 서브넷을 찾습니다. 그래서 그는 그것을 맞았습니다. 그러나 목적지 MAC 주소를 알지 못합니다. 그는 또한 전체 네트워크에 "1.1.2.1은 누구입니까?"라고 외치기 시작합니다. MAC 주소가 555인 컴퓨터가 이에 응답합니다. 작업의 논리가 명확하다고 생각합니다.

두 개의 이전 기사와 현재 기사에서 용어가 여러 번 언급되었습니다. "맥 주소". 그것이 무엇인지 봅시다.

내가 말했듯이 이것은 네트워크 장치의 고유 식별자입니다. 고유하며 어디에서나 반복되어서는 안됩니다. 48비트로 구성되며, 그 중 처음 24비트는 IEEE 위원회(Institute of Electrical and Electronics Engineers)에서 할당한 고유한 조직 식별자입니다. 그리고 두 번째 24비트는 하드웨어 제조업체에서 할당합니다. 이렇게 생겼습니다.

1) 00-50-56-C0-00-08
2) 00:50:56:00:00:08
3) 0050.56С0.0008

보시다시피 동일한 주소를 다른 방식으로 쓸 수 있습니다. 그래도 보통은 나누어지지 않고 함께 기록한다. 알아야 할 주요 사항은 MAC 주소는 항상 48비트 길이이며 12개의 문자 및/또는 숫자로 구성된다는 것입니다. 다양한 방법으로 볼 수 있습니다. 예를 들어 Windows에서 명령 프롬프트를 열고 ipconfig /all을 입력합니다. 많은 제조업체는 여전히 상자나 기기 뒷면에 이 정보를 기록하고 있습니다.

링크 계층에서 주소를 구문 분석했으므로 이 계층에서 작동하는 프로토콜을 구문 분석할 시간입니다. 현재 로컬 네트워크에서 가장 많이 사용되는 프로토콜은 이더넷. IEEE는 이를 802.3 표준으로 설명했습니다. 따라서 802.3으로 시작하는 모든 버전이 이를 참조합니다. 예를 들어 802.3z는 광섬유를 통한 GigabitEthernet입니다. 1Gb/s 및 802.3af는 PoE(Power over Ethernet)입니다.

그건 그렇고, 나는 조직을 언급하지 않았다 IEEE(전기전자공학회). 이 조직은 무선 전자 및 전기 공학과 관련된 모든 것에 대한 표준을 개발합니다. 그들의 사이트에서 기존 기술에 대한 많은 문서를 찾을 수 있습니다. 다음은 "이더넷" 요청 시 제공하는 것입니다.

2) 대상 MAC 주소.받는 사람의 주소가 적힌 필드입니다.

3) 발신자의 MAC 주소입니다.따라서 보낸 사람의 주소가 여기에 기록됩니다.

4) 유형(길이).이 필드는 상위 프로토콜을 지정합니다. IPv4의 경우 0x0800, ARP의 경우 0x0806, IPv6의 경우 0x86DD입니다. 경우에 따라 프레임 데이터 필드(헤더의 다음 필드)의 길이가 여기에 기록될 수 있습니다.

5) SNAP/LLC 필드 + 데이터.이 필드는 상위 계층(또는 페이로드)에서 수신한 데이터를 포함합니다.

6) FCS(영어에서. Frame Check Sequence - 프레임 체크섬).체크섬이 계산되는 필드입니다. 그것에 따르면 받는 사람은 프레임이 깨졌는지 여부를 이해합니다.

이 기사와 후속 기사를 작성하는 과정에서 다른 링크 계층 프로토콜도 영향을 받습니다. 지금까지 위의 내용으로 작업을 이해하기에 충분합니다.

우리는 네트워크 계층으로 넘어가고 여기서 놀라운 IP 프로토콜을 만난다. 네트워크 계층에 대해 이야기하고 있기 때문에 이 계층에서 작동하는 프로토콜이 어떻게든 한 채널 매체에서 다른 채널 매체로 데이터를 전송할 수 있어야 함을 의미합니다. 그러나 먼저 어떤 종류의 프로토콜이며 무엇으로 구성되어 있는지 봅시다.

IP(영어 인터넷 프로토콜에서). 80년대에 개발된 TCP/IP 제품군 프로토콜입니다. 앞서 말했듯이 개별 컴퓨터 네트워크를 서로 결합하는 데 사용됩니다. 또한 중요한 기능은 주소 지정입니다.

IP 주소. 현재 프로토콜에는 IPv4 및 IPv6의 2가지 버전이 있습니다. 그들에 대한 몇 마디:

1) IPv4. 32비트 주소를 사용하며 점으로 구분된 4개의 십진수(0~255)로 작성됩니다. 예를 들어 주소는 192.168.0.4입니다. 점으로 구분된 각 숫자를 옥텟이라고 합니다. 이것은 현재까지 가장 인기 있는 버전입니다.

2) IPv6. 8개의 4자리 16진수(0~F)로 작성된 128비트 주소를 사용합니다. 예를 들어 주소는 2001:0db8:11a3:09d7:1f34:8a2e:07a0:765d입니다. 점으로 구분된 각 숫자를 16진수라고 합니다. 전산화의 여명기에 문제가 생겼다. IP 주소가 고갈되기 시작했고 더 많은 주소를 제공하기 위해 새로운 프로토콜이 필요했습니다. 이것이 IPv6 프로토콜이 1996년에 등장한 방식입니다. 하지만 뒤에서 설명할 NAT 기술 덕분에 주소 부족 문제가 부분적으로 해결되었고, 이와 관련하여 IPv6의 구현이 오늘날까지 지연되었습니다.

두 버전 모두 동일한 목적을 위한 것임이 분명하다고 생각합니다. 이 기사에서는 IPv4 프로토콜을 분석합니다. IPv6에 대한 별도의 기사가 작성될 것입니다.

따라서 IP 프로토콜은 일반적으로 IP 패킷이라고 하는 정보 블록과 함께 작동합니다. 그 구조를 생각해 봅시다.

2) IHL(영어에서. 인터넷 헤더 길이 - 헤더 크기).그림에 표시된 필드는 대부분 고정되어 있지 않으므로 이 필드는 헤더의 크기를 고려합니다.

3) 서비스 유형. QoS(서비스 품질) 대기열의 크기를 제공합니다. 특정 기준 세트(대기 시간, 처리량, 안정성 등에 대한 요구 사항)를 나타내는 바이트로 이 작업을 수행합니다.

4) 패킷 길이.패킷 크기. 만약에 국제인도법헤더의 필드 크기만 담당하며(헤더는 데이터 필드를 제외한 그림의 모든 필드임) 패킷 길이는 사용자 데이터를 포함한 전체 패킷에 대한 책임이 있습니다.

5) TTL(Time To Live).패키지 순환을 방지하는 데 사용되는 필드입니다. 라우터를 통과할 때 값은 1씩 감소하고 0에 도달하면 패킷을 삭제합니다.

6) 프로토콜.이 패킷은 어떤 상위 프로토콜을 위한 것입니까(TCP, UDP).

7) 헤더 체크섬.여기에서 헤더 필드의 무결성이 고려됩니다. 데이터가 없습니다! 데이터 링크 계층에서 해당 필드에서 데이터를 확인합니다.

8) 옵션.이 필드는 표준 IP 헤더를 확장하는 데 사용됩니다. 기존 네트워크에서는 거의 사용되지 않습니다. 이 필드를 읽는 일부 특정 장비에 대한 데이터가 여기에 기록됩니다. 예를 들어, 도어록 제어 시스템(컨트롤러와 통신이 이루어지는 곳), 스마트 홈 기술, 인터넷 사물 등이 있습니다. 라우터 및 스위치와 같은 친숙한 네트워크 장치는 이 필드를 무시합니다.

9) 오프셋.원본 IP에서 조각이 속한 위치를 나타냅니다. 이 값은 항상 8바이트의 배수입니다.

10) 데이터.상위 레벨에서 받은 데이터만 포함합니다. 조금 더 높으면 이더넷 프레임에도 데이터 필드가 있음을 보여주었습니다. 그리고 이 IP 패킷은 데이터 필드에 포함될 것입니다. 이더넷 프레임의 최대 크기는 1500바이트이지만 IP 패킷의 크기는 20KB일 수 있음을 기억하는 것이 중요합니다. 따라서 전체 패킷이 이더넷 프레임의 데이터 필드에 맞지 않습니다. 따라서 패키지는 분할되어 발송됩니다. 그리고 그것이 아래 3개의 필드가 사용되는 것입니다.

11) 식별자.이것은 분할 패킷의 모든 부분이 하나의 단일 전체임을 나타내는 4바이트 숫자입니다.

12) 깃발.이것이 단일 패키지가 아니라 단편화된 패키지임을 나타냅니다.

13) 조각 오프셋.첫 번째 조각을 기준으로 이동합니다. 즉, 이것은 IP 패킷을 결합하는 데 도움이 되는 번호 지정입니다.

14) 발신자의 IP 주소와 수신자의 IP 주소.따라서 이 2개의 필드는 누구로부터 누구를 위한 패키지인지를 나타냅니다.

이것은 IP 패킷의 모습입니다. 물론 초심자들에게는 많은 분야의 의미가 이해가 안 될 것 같지만, 앞으로는 머리에 쏙쏙 들어올 것이다. 예: "TTL(Time to Live)" 필드. 라우팅이 작동하는 방식을 이해하면 작업이 명확해집니다. 나 자신이 적용하는 조언을 줄 수 있습니다. 이해할 수 없는 용어가 보이면 따로 적어두고, 여유가 있으면 파싱해 보세요. 머리에 쏙쏙 들어오지 않으면 제쳐두고 조금 있다가 다시 공부하세요. 중요한 것은 포기하지 않고 결국 똑같이 끝내는 것입니다.

TCP/IP 스택의 마지막 계층이 남아 있습니다. 이것 수송층. 그에 대한 몇 마디. 포트 번호로 식별하는 특정 응용 프로그램에 데이터를 전달하도록 설계되었습니다. 프로토콜에 따라 다른 작업을 수행합니다. 예를 들어 파일 조각화, 배달 제어, 데이터 스트림 다중화 및 관리가 있습니다. 가장 유명한 2개의 전송 계층 프로토콜은 UDP와 TCP입니다. 각각에 대해 더 자세히 이야기하고 UDP의 단순함 때문에 시작하겠습니다. 글쎄, 나는 전통에 따라 그것이 무엇으로 구성되어 있는지 보여줍니다.

2) 목적지 포트.목적지가 될 포트를 지정합니다. 예를 들어 클라이언트가 사이트의 페이지를 요청하면 기본 대상 포트는 80(HTTP 프로토콜)이 됩니다.

3) UDP 길이. UDP 헤더의 길이입니다. 크기는 8바이트에서 65535바이트까지 다양합니다.

4) UDP 체크섬.무결성 검사. 위반 시 재전송 요청 없이 그냥 폐기합니다.

5) 데이터.최상위 레벨의 데이터가 여기에 포장됩니다. 예를 들어 웹 서버가 클라이언트 요청에 응답하고 웹 페이지를 보낼 때 이 필드에 있습니다.

보시다시피 필드가 많지 않습니다. 그 작업은 포트 번호를 매기고 프레임이 깨졌는지 확인하는 것입니다. 프로토콜은 간단하고 리소스를 요구하지 않습니다. 그러나 배달 제어를 제공하고 깨진 정보를 다시 요청할 수는 없습니다. 이 프로토콜과 함께 작동하는 잘 알려진 서비스 중에는 DHCP, TFTP가 있습니다. 그것들은 상위 수준 프로토콜이 논의될 때 기사에서 고려되었습니다.

좀 더 복잡한 프로토콜로 넘어갑시다. 우리는 TCP 프로토콜을 충족합니다. 우리는 그것이 무엇으로 구성되어 있는지 살펴보고 각 필드를 실행합니다.

2) 서수.이것이 어느 계정 세그먼트인지 상대방에게 명확하게 하기 위해 사용되는 번호입니다.

3) 확인 번호.이 필드는 배송이 예상되거나 배송이 확인될 때 사용됩니다. 이를 위해 ACK 매개변수가 사용됩니다.

4) 제목 길이. TCP 헤더의 크기(데이터 필드를 제외하고 위 그림의 모든 필드)와 데이터의 크기를 이해하는 데 사용됩니다.

5) 예약 플래그.이 필드의 값은 0으로 설정해야 합니다. 특별한 필요를 위해 예약되어 있습니다. 예를 들어, 네트워크 정체를 보고합니다.

6) 깃발.세션을 설정하거나 종료하기 위해 이 필드에 특수 비트가 설정됩니다.

7) 창 크기.확인이 필요한 세그먼트 수를 나타내는 필드입니다. 아마 여러분 각자는 그런 그림을 보았을 것입니다. 파일을 다운로드하면 다운로드 속도와 시간이 표시됩니다. 그리고 여기 처음에는 30분 남았다고 뜨는데 2~3초 지나면 벌써 20분 남았다. 다시 5초 후에 10분 등을 표시합니다. 이것은 창 크기입니다. 첫째, 창 크기는 전송된 각 세그먼트에 대해 더 많은 승인을 수신하는 방식으로 설정됩니다. 그러면 모든 것이 잘되고 네트워크가 실패하지 않습니다. 창 크기가 변경되고 더 많은 세그먼트가 전송되므로 더 적은 배달 보고서가 필요합니다. 따라서 다운로드가 더 빠릅니다. 네트워크에서 잠시 오류가 발생하고 일부 세그먼트가 끊어지면 크기가 다시 변경되고 더 많은 배달 보고서가 필요합니다. 이것이 이 분야의 본질이다.

8) TCP 체크섬. TCP 세그먼트의 무결성을 확인합니다.

9) 중요도 지표.이것은 URG 플래그가 설정된 패킷의 SEQ에 상대적인 마지막 중요한 데이터 옥텟의 오프셋입니다. 생활상 송신측에서 상위 프로토콜의 흐름이나 상태를 제어할 필요가 있을 때(예를 들어 수신측에서 송신측이 데이터에 대처할 수 없다고 간접적으로 신호를 보낼 수 있는 경우) 흐름).

10) 옵션.일부 고급 또는 추가 옵션에 사용됩니다. 예를 들어 이벤트 시간을 표시하는 일종의 레이블인 timestamp 매개변수의 경우입니다.

11) 데이터. UDP 프로토콜과 거의 동일합니다. 여기에 더 높은 수준의 데이터가 캡슐화됩니다.

우리는 TCP 프로토콜의 구조를 보았고 동시에 전송 계층에 대한 이야기를 마쳤습니다. 낮은 수준에서 작동하는 프로토콜에 대한 간단한 이론이 밝혀졌습니다. 최대한 간단하게 설명하려고 노력했습니다. 이제 우리는 실제로 모든 것을 시도하고 몇 가지 질문을 마칠 것입니다.

CPT를 열고 위의 그림 중 하나와 유사한 회로를 만듭니다.

PC1 컴퓨터를 열고 네트워크 설정을 등록합니다.

1) IP 주소 - 192.168.1.1

우리는 위에서 이 마스크에 대해 논의했습니다. 동일한 로컬 네트워크에 있는 다른 호스트의 네트워크 주소는 192.168.1이어야 하며 호스트 주소는 1에서 254까지 가능합니다.

이것은 다른 로컬 네트워크의 호스트에 대해 데이터가 전송될 라우터의 주소입니다.

같은 종류의 사진이 많지 않기 위해 나머지 3대의 컴퓨터에 대한 스크린샷은 제공하지 않고 설정만 제공합니다.

PC2:
1) IP 주소 - 192.168.1.2
.
3) 주 게이트웨이는 192.168.1.254입니다.

PC3:
1) IP 주소 - 192.168.1.3
2) 서브넷 마스크 - 255.255.255.0.
3) 주 게이트웨이는 192.168.1.254입니다.

PC4:
1) IP 주소 - 192.168.1.4
2) 서브넷 마스크 - 255.255.255.0.
3) 주 게이트웨이는 192.168.1.254입니다.

지금은 이 설정에서 멈추고 로컬 네트워크가 어떻게 작동하는지 봅시다. CPT를 시뮬레이션 모드로 설정했습니다. 내가 PC1에 있고 사용 가능한지 확인하기 위해 PC4에 ping을 보내고 싶다고 가정해 보겠습니다. PC1에서 명령줄을 엽니다.

그러나 여기서 ping에 문제가 발생합니다. 수신자의 MAC 주소를 알지 못합니다. 즉, 링크 레이어 주소입니다. 이를 위해 네트워크 구성원을 폴링하고 MAC 주소를 찾을 수 있는 ARP 프로토콜을 사용합니다. 우리는 이전 기사에서 그것에 대해 간략하게 이야기했습니다. 그것에 대해 더 자세히 이야기합시다. 나는 전통을 바꾸지 않을 것이다. 스튜디오에서 사진!

1) 링크 계층 프로토콜 유형(하드웨어 유형).여기에 링크 레이어의 종류가 나와있는 것은 이름에서 알 수 있다고 생각합니다. 지금까지 이더넷만 고려했습니다. 이 필드의 지정은 0x0001입니다.

2) 네트워크 계층 프로토콜 유형(프로토콜 유형).여기에서도 마찬가지로 네트워크 계층의 유형이 표시됩니다. IPv4 코드는 0x0800입니다.

3) 바이트 단위의 물리적 주소 길이(하드웨어 길이). MAC 주소인 경우 크기는 6바이트(또는 48비트)가 됩니다.

4) 바이트 단위의 논리 주소 길이(프로토콜 길이). IPv4 주소인 경우 크기는 4바이트(또는 32비트)가 됩니다.

5) 오퍼레이션 코드(Operation).보낸 사람의 작업 코드입니다. 이것이 요청이면 코드는 0001이고 응답의 경우 코드는 0002입니다.

6) 발신자의 물리적 주소(발신자 하드웨어 주소).발신자의 MAC 주소입니다.

7) 발신자의 논리 주소(발신자 프로토콜 주소).보낸 사람의 IP 주소입니다.

8) 받는 사람의 물리적 주소(대상 하드웨어 주소).대상 MAC 주소. 요청인 경우 일반적으로 주소를 알 수 없으며 이 필드는 비어 있습니다.

9) 수신자의 논리 주소(대상 프로토콜 주소).받는 사람의 IP 주소입니다.

이제 우리는 그것이 무엇으로 구성되어 있는지 알았으므로 CPT에서 작업을 볼 수 있습니다. 두 번째 봉투를 클릭하고 다음 그림을 관찰합니다.

1) 서문- 다음은 프레임의 시작을 나타내는 비트 시퀀스입니다.

2) 다음은 출발지와 목적지의 MAC 주소입니다.소스 주소에는 개시자인 컴퓨터의 MAC 주소가 포함되고 대상 주소에는 브로드캐스트 주소 FF-FF-FF-FF-FF(즉, 채널 환경의 모든 노드에 대한)가 포함됩니다.

3) 유형 - 상위 프로토콜이 여기에 지정됩니다. 코드 0x806은 ARP가 더 높다는 것을 의미합니다. 솔직히 말씀드리면 어느 정도의 효과가 있다고 말씀드릴 수는 없습니다. 다른 출처에서는 다르게 설명합니다. 누군가는 2차 OSI 수준에서 그렇게 말하고 누군가는 3차 OSI 수준에서 그렇게 말합니다. 나는 그가 그들 사이에서 일한다고 생각한다. 각 레벨에 고유한 주소가 있기 때문입니다.

데이터와 체크섬에 대해서는 많이 이야기하지 않겠습니다. 데이터는 여기에 표시되지 않으며 체크섬은 0입니다.

우리는 조금 더 상승하고 여기에 프로토콜이 있습니다 ARP.

1) 하드웨어 유형- 링크 레이어 코드. CPT는 여분의 0을 제거하고 0x1을 삽입했습니다(0x0001과 동일). 이더넷입니다.
2) 프로토콜 유형- 네트워크 계층 코드. 0x800은 IPv4입니다.
3) 헬렌- 물리적 주소의 길이. 0x6은 6바이트를 의미합니다. 맞습니다(MAC 주소는 6바이트를 사용합니다).
4) 플렌- 네트워크 주소의 길이. 0x4는 4바이트(IP 주소는 4바이트)를 의미합니다.
5) 오피코드- 작업 코드. 0x1은 요청임을 의미합니다.
6) 소스 맥- 여기에 발신자의 MAC 주소가 있습니다. 이더넷 프로토콜 필드의 주소와 비교하여 올바른지 확인할 수 있습니다.
7) 소스 IP- 발신자의 IP 주소.
8) 대상 MAC- 이것은 요청이고 채널 주소를 모르기 때문에 비어 있습니다. CPT는 0으로 표시했으며 이는 동일합니다.
9) 대상 IP- 받는 사람의 IP 주소. 우리가 ping하는 주소입니다.

1) 이더넷 프로토콜의 소스 필드는 이제 PC4의 MAC 주소를 포함하고 목적지 필드는 개시자의 MAC 주소, 즉 PC1입니다.
2) OPCODE 필드의 값은 이제 0x2, 즉 답입니다.
3) ARP 프로토콜에서 논리적 및 물리적 주소 필드가 변경되었습니다. Source MAC 및 Destination MAC은 이더넷 프로토콜과 동일합니다. Source IP 필드의 주소는 192.168.1.4(PC4)이고 Destination IP 필드의 주소는 192.168.1.1(PC1)입니다.

이 정보가 PC1에 도달하는 즉시 ICMP 메시지, 즉 ping을 생성합니다.

1) 이더넷 프로토콜에는 새로운 것이 없습니다. 즉, 발신자 MAC 주소는 PC1, 대상 MAC 주소는 PC4, 유형 필드에는 0x800(IPv4 프로토콜)입니다.
2) IP 프로토콜의 버전 필드에서 - 4는 IPv4 프로토콜을 의미합니다. 발신자 IP 주소는 PC1이고 대상 IP 주소는 PC4입니다.
3) ICMP 프로토콜에서 유형 필드 - 코드 0x8(에코 요청).

그는 에코 요청을 보내고 PC4가 어떻게 응답하는지 봅니다.

논리적으로 이 응답이 PC1에 도달하는 즉시 PC1 콘솔에 항목이 표시되어야 합니다. 점검 해보자.

기본적으로 ping은 4개의 요청을 보냅니다. 따라서 PC1은 3개의 유사한 ICMP를 더 형성합니다. 각 패키지의 경로를 보여주지는 않겠지만 PC1에서 최종 콘솔 출력을 보여드리겠습니다.

우리는 하나의 채널 환경에서 데이터 전송이 어떻게 작동하는지 보았습니다. 이제 호스트가 다른 채널 미디어나 서브넷에 있는 경우 어떻게 되는지 살펴보겠습니다. 네트워크가 완전히 구성되지 않았음을 알려드립니다. 즉, 라우터와 두 번째 서브넷을 구성해야 합니다. 이젠 어떻게 할거야.

PC5라는 컴퓨터를 열고 네트워크 설정을 기록해 둡니다.

PC6 설정은 다음과 같습니다.

1) IP 주소 - 192.168.2.2
2) 서브넷 마스크 - 255.255.255.0
3) 메인 게이트웨이 - 192.168.2.254

두 번째 채널 환경의 호스트가 설정되어 잘 작동합니다. 첫 번째 채널에서 호스트와 통신할 수 있으려면 이러한 환경을 연결하는 라우터를 구성해야 합니다. 라우터는 CLI(즉, 콘솔 형식)를 통해 구성되며 스크린샷이 아닌 여기에서 명령을 가져오는 것이 더 쉽습니다.

1) 라우터>활성화 - 특권 모드로 전환
2) 라우터#터미널 구성 - 전역 구성 모드로 전환
3) 라우터(구성)#인터페이스 fastEthernet 0/0 - 첫 번째 채널 환경을 보는 포트 0/0 설정으로 이동합니다.
4) 라우터(config-if)#ip 주소 192.168.1.254 255.255.255.0 - 이 포트에 IP 주소를 할당하십시오. 이 포트는 1차 채널 환경의 메인 게이트웨이이므로 호스트에 할당된 IP를 표시합니다.
5) 라우터(config-if)#종료 없음 - 이 인터페이스를 활성화하십시오. 기본적으로 Cisco 라우터의 모든 포트는 비활성화되어 있습니다.
6) 라우터(config-if)#exit - fastEthernet 0/0 설정 모드 종료
7) 라우터(구성)#인터페이스 fastEthernet 0/1 - 두 번째 채널 환경을 보는 포트 0/1 설정으로 이동합니다.
8) 라우터(config-if)#ip 주소 192.168.2.254 255.255.255.0 - 두 번째 채널 환경에서 호스트의 기본 게이트웨이가 될 주소를 여기에 걸어둡니다.
9) 라우터(config-if)#종료 없음 - 같은 방법으로 활성화
10) 라우터(config-if)#end - 당신을 특권 모드로 떨어뜨리는 명령을 작성하라
11) 라우터#복사 실행 구성 시작 구성 - 라우터의 메모리에 설정 저장

이 단계에서 라우터 구성이 완료됩니다. 조금 앞서서 유용한 "show ip route" 명령을 보여드리겠습니다. 라우터에 알려진 모든 네트워크와 이에 대한 경로를 보여줍니다.

이 표를 바탕으로 그가 1차 채널 환경과 2차 채널 환경에 대해 모두 알고 있는지 확인할 수 있습니다. 괜찮은. 남은 일은 PC1에서 PC5의 가용성을 확인하는 것뿐입니다. 노력하고있어. CPT를 시뮬레이션 모드로 전환합니다. 명령 프롬프트를 열고 192.168.2.1을 핑합니다.

먼저 ICMP를 살펴보자.

다음에 무슨 일이 일어 날까. PC1은 다른 채널 환경에 있는 호스트의 가용성을 확인합니다(자신의 IP 주소와 수신자의 IP 주소를 마스킹하여). 그리고 IP 주소를 제외하고 그는 수신자에 대해 아무것도 모릅니다. 따라서 이러한 형태로 ICMP 패킷을 보내는 것은 불가능하다. 그러나 그는 자신에게 PC5가 있는 채널 환경에 대해 어느 정도 알고 있는 주 게이트웨이가 있다는 것을 알고 있습니다. 그러나 또 다른 합병증이 발생합니다. 그는 게이트웨이의 IP 주소(네트워크 설정에서 그에게 제공)를 알고 있지만 그의 MAC 주소는 모릅니다. 여기에서 ARP 프로토콜이 구출되어 채널 환경의 모든 참가자를 폴링하고 MAC 주소를 찾습니다. 필드가 어떻게 채워지는지 봅시다.

그리고 조금 더 높은(ARP 프로토콜):

1) SOURCE MAC - 동일한 PC1 및 DESTINATION MAC이 비어 있습니다(이 요청을 받는 사람이 채워야 함).
2) SOURCE IP는 PC1의 주소이지만 DESTINATION IP는 주 게이트웨이의 주소입니다.

1) 소스 MAC - 여기에 자신의 MAC 주소(즉, fastEthernet0/0 MAC 주소)를 삽입합니다.
2) 대상 MAC - 여기에 PC1(즉, 요청한 사람)의 MAC 주소를 씁니다.
ARP:
1) 소스 MAC 및 대상 MAC은 이더넷 프로토콜의 항목과 유사합니다.
2) 소스 IP - 귀하의 IP 주소.
3) Target IP - PC1의 IP 주소.

1) SRC MAC: PC1의 MAC 주소입니다.
2) DEST MAC: 라우터의 MAC 주소입니다.
3) SRC IP: PC1의 IP 주소.
4) DST IP: PC5의 IP 주소입니다.

무슨 뜻인가요. 네트워크 계층의 주소(즉, IP 주소)는 정보가 누구로부터 누구에게 전달되는지 알기 위해 변경되지 않습니다. 또한 데이터 링크 계층(MAC 주소)의 주소는 한 채널 환경에서 다른 채널 환경으로 이동하면서 쉽게 변경할 수 있습니다. 이것은 이해하고 기억하는 것이 매우 중요합니다!

무슨 일인지 봅시다. 패킷은 라우터에 도달하고 즉시 삭제됩니다. 그리고 그가 PC5의 MAC 주소를 모르기 때문입니다. 이제 그는 ARP 요청을 작성하고 알아내려고 합니다. 이 요청의 스크린샷을 첨부합니다.

이 응답이 라우터에 도달하면 PC5의 링크 주소를 알게 됩니다. 하지만 여기에 무슨 일이 일어났습니다. 라우터 및 PC5에서 ARP를 사용하는 리그마롤이 진행되는 동안 PC1은 ICMP에서 보낸 응답을 기다리는 시간이 초과되었습니다. 나는 사진을 보여줍니다.

이것이 한 채널 환경에서 다른 채널 환경으로(또는 한 네트워크에서 다른 네트워크로) 데이터 전송이 작동하는 방식입니다. 그런데 여기에서 수신자에게 도달하기 위해 얼마나 많은 채널 환경을 극복해야 하는지는 중요하지 않습니다. 원칙은 여전히 ​​동일할 것입니다.

이전 기사에서 상위 계층 프로토콜을 볼 때 전송 계층에 대해 조금 다루었습니다. 이 수준을 기억하고 단단히 고칠 것을 제안합니다.

언제나처럼 간단한 것부터 시작하겠습니다. 그리고 UDP 프로토콜입니다. 위에서 말했듯이 데이터를 특정 상위 수준 프로토콜로 전송하는 데 사용됩니다. 그는 포트의 도움으로 이것을 합니다. UDP와 함께 작동하는 프로토콜 중 하나는 TFTP(Trivial File Transfer Protocol)입니다. 이전 기사에서 이 프로토콜에 대해 논의했습니다. 그러므로 어려움이 없어야 합니다. 데모를 위해 TFTP가 활성화된 서버를 네트워크에 추가해야 합니다.

서버 설정은 다음과 같습니다.

1) IP 주소 - 192.168.1.5
2) 서브넷 마스크 - 255.255.255.0
3) 메인 게이트웨이 - 192.168.1.254

TFTP 서비스는 기본적으로 활성화되어 있지만 확인하는 것이 가장 좋습니다. 다음으로 CPT를 시뮬레이션 모드로 전환하고 라우터 구성을 TFTP 서버에 저장하려고 합니다.

1) 라우터>활성화 - 특권 모드로 전환하십시오.
2) 라우터#복사 시작-구성 tftp:- 복사 명령(즉, 복사)을 작성한 다음 startup-config(정확히 복사할 대상) 및 tftp:(복사할 위치)를 작성합니다.
3) 원격 호스트의 주소 또는 이름? 192.168.1.5 - 내가 그 주소를 쓰는 서버의 주소나 이름을 묻는 메시지가 나옵니다.
4) 대상 파일 이름 ? - 그런 다음 그는 서버에 저장할 이름을 묻고 표준 이름을 제공합니다. 나에게 적합하고 나는 ENTER를 누른다.

ARP 작업을 충분히 보았기 때문에 ARP 작업의 순간을 건너뛸 것입니다.

이더넷:
1) 소스 MAC - 라우터 주소.
2) 목적지 MAC - 서버 주소.
3) 유형 - 0x800(IP 프로토콜이 위에서 작동 중임을 의미).

IP:
1) 프로토콜 - 0x11(UDP 프로토콜이 위에서 작동함을 의미).
2) 소스 IP - 라우터 주소.
3) 목적지 IP - 서버 주소.

UDP:
1) 소스 포트 - 동적으로 생성된 포트(1025).
2) 대상 포트 - TFTP 서버가 수신 대기하는 포트(예약된 포트 69).

TFTP:
여기 데이터 자체가 있습니다.

이것이 UDP 프로토콜이 작동하는 방식입니다. 세션을 설정하지 않고 배달 확인이 필요하지 않으며 분실한 경우 다시 요청하지 않습니다. 그 작업은 포트 번호를 지정하고 보내는 것입니다. 다음에 일어나는 일은 그에게 관심이 없습니다. 그러나 이것이 적합하지 않고 이러한 모든 매개변수가 중요한 경우가 있습니다. 그런 다음 TCP 프로토콜이 구출됩니다. 웹 서버와 웹 클라이언트를 사용하는 예를 들어 생각해보자. 웹 서버는 동일한 TFTP 서버가 됩니다. HTTP 서비스를 활성화하고 PC1에서 페이지를 요청합니다. CPT를 시뮬레이션 모드로 전환하는 것을 잊지 마십시오!

계속하기 전에 TCP 세션 설정에 대해 이야기하겠습니다. 나는 이 과정을 가능한 한 간단하게 만들려고 노력할 것이다. 이 프로세스를 "3방향 핸드셰이크" 또는 "핸드셰이크"라고 합니다. 요점이 뭐야. 클라이언트는 "SYN" 플래그와 함께 TCP 세그먼트를 보냅니다. 세그먼트를 수신한 서버는 결정을 내립니다. 연결 설정에 동의하면 "SYN+ACK" 플래그와 함께 응답 세그먼트를 보냅니다. 동의하지 않으면 "RST" 플래그가 있는 세그먼트를 보냅니다. 다음으로 클라이언트는 응답 세그먼트를 봅니다. "SYN+ACK" 플래그가 있으면 응답으로 "ACK" 플래그가 있는 세그먼트를 보내고 연결이 설정됩니다. "RST" 플래그가 있으면 연결 시도를 중지합니다. 설정된 연결을 끊어야 하는 경우 클라이언트는 FIN+ACK 플래그를 사용하여 TCP 세그먼트를 구성하고 보냅니다. 서버는 유사한 FIN+ACK 플래그로 이 세그먼트에 응답합니다. 마지막으로 클라이언트는 "ACK" 플래그와 함께 마지막 TCP 세그먼트를 보냅니다. 이제 이것이 실제로 어떻게 작동하는지 보게 될 것입니다.

나는 네트워크에 주의를 기울이고 PC1이 TCP 세그먼트를 형성하는 방법을 봅니다.

그러나 TCP에서는 이미 더 흥미롭습니다.

1) 소스 포트 - 1025(동적으로 생성된 웹 클라이언트 포트).
2) 대상 포트 - 80(HTTP 프로토콜의 예약된 포트임).
3) 플래그 - SYN(세션 설정 요청)

웹 서버가 어떻게 응답하는지 봅시다.

클라이언트는 이 세그먼트를 수신하자마자 즉시 2개의 메시지를 생성합니다. 그 중 하나는 "ACK" 플래그와 함께 전송되는 아래 표시된 TCP 세그먼트입니다.

그리고 두 번째는 HTTP로 프로토콜 버전, 페이지 및 서버 주소가 표시됩니다.

우리는 TCP 프로토콜이 어떻게 작동하는지 고려했고, 그것으로 더 낮은 수준의 프로토콜에 대한 고려를 마쳤습니다. 다음은 이 실습을 다운로드할 수 있는 링크입니다. 처음에는 스탠다드로 가다가 레벨별로 따로 글을 써야겠다는 생각이 들었지만 이렇게 하는 게 무의미하다는 걸 깨달았습니다. 다음 기사가 작성될 때쯤이면 이전 기사의 대부분은 잊어버리기 때문입니다.

자, 기사가 끝나가고 있습니다. 제공된 사진에 대해 remzalp라는 닉네임으로 사용하는 사용자와 기사에 유용한 의견을 남겨주신 다른 사용자들에게 감사의 인사를 전하고 싶습니다. 사람들이 어떻게 관심을 갖고, 질문하고, 객관적이고 건설적인 논쟁을 하는지 보는 것은 매우 좋습니다. 러시아어를 사용하는 IT 커뮤니티가 공공 영역에서 공부할 자료를 점점 더 많이 개발하기를 바랍니다. 읽어주셔서 감사하고 다음에 뵙겠습니다.

물리 계층은 동축 케이블, 트위스트 페어 케이블, 광섬유 케이블 또는 디지털 영역 회로와 같은 물리적 통신 채널을 통한 비트 전송을 처리합니다. 이 레벨은 대역폭, 노이즈 내성, 파동 임피던스 등과 같은 물리적 데이터 전송 매체의 특성과 관련이 있습니다. 동일한 수준에서 개별 정보를 전송하는 전기 신호의 특성, 예를 들어 펄스 선단의 기울기, 전송 신호의 전압 또는 전류 수준, 코딩 유형 및 신호 전송 속도가 결정됩니다. 또한 여기에서 커넥터의 종류와 각 핀의 용도가 표준화되어 있습니다.

물리 계층 기능은 네트워크에 연결된 모든 장치에서 구현됩니다. 컴퓨터 측에서 물리적 계층 기능은 네트워크 어댑터 또는 직렬 포트에 의해 수행됩니다.

물리 계층 프로토콜의 예로는 이더넷 기술의 l0-Base-T 사양이 있습니다. 이 사양은 특성 임피던스가 100옴인 범주 3 비차폐 연선으로 사용되는 케이블, RJ-45 커넥터, 최대 물리적 세그먼트 길이를 정의합니다. 100미터 길이, 케이블에서 데이터를 나타내는 맨체스터 코드, 환경 및 전기 신호의 기타 특성.

링크 레이어

물리 계층에서 비트는 단순히 전송됩니다. 이것은 통신 회선이 상호 작용하는 여러 쌍의 컴퓨터에 의해 교대로 사용(공유)되는 일부 네트워크에서 물리적 전송 매체가 사용 중일 수 있다는 점을 고려하지 않습니다. 따라서 데이터 링크 계층(데이터 링크 계층)의 작업 중 하나는 전송 매체의 가용성을 확인하는 것입니다. 링크 계층의 또 다른 작업은 오류 감지 및 수정 메커니즘을 구현하는 것입니다. 이를 위해 링크 계층에서 비트는 다음과 같은 집합으로 그룹화됩니다. 프레임. 링크 계층은 각 프레임의 시작과 끝에 특별한 비트 시퀀스를 배치하여 구분함으로써 각 프레임의 정확한 전송을 보장하고, 또한 프레임의 모든 바이트를 특정 방식으로 처리하고 체크섬을 추가하여 체크섬을 계산합니다. 프레임에. 프레임이 네트워크를 통해 도착하면 수신기는 수신된 데이터의 체크섬을 다시 계산하고 그 결과를 프레임의 체크섬과 비교합니다. 일치하면 프레임이 유효한 것으로 간주되어 수락됩니다. 체크섬이 일치하지 않으면 오류가 생성됩니다. 링크 계층은 오류를 감지할 수 있을 뿐만 아니라 손상된 프레임을 재전송하여 오류를 수정할 수도 있습니다. 오류 수정 기능은 링크 계층에 필수가 아니므로 이 계층의 일부 프로토콜(예: 이더넷 및 프레임 릴레이)에서는 사용할 수 없습니다.

로컬 네트워크에서 사용되는 링크 계층 프로토콜은 컴퓨터 간의 특정 연결 구조와 주소 지정 방식을 가지고 있습니다. 링크 계층이 로컬 네트워크의 두 노드 사이에 프레임 전달을 보장하더라도 완전히 정의된 링크 토폴로지, 정확히 설계된 토폴로지가 있는 네트워크에서만 이 작업을 수행합니다. LAN 링크 계층 프로토콜이 지원하는 공통 버스, 링 및 스타 토폴로지와 브리지 및 스위치를 통해 파생된 구조는 이러한 일반적인 토폴로지에 속합니다. 링크 계층 프로토콜의 예로는 이더넷, 토큰 링, FDDI, l00VG-AnyLAN 프로토콜이 있습니다.

LAN에서 링크 계층 프로토콜은 컴퓨터, 브리지, 스위치 및 라우터에서 사용됩니다. 컴퓨터에서 링크 계층의 기능은 네트워크 어댑터와 드라이버의 공동 노력으로 구현됩니다.

일반 토폴로지가 거의 없는 광역 네트워크에서 데이터 링크 계층은 개별 통신 회선으로 연결된 두 개의 인접한 컴퓨터 사이에서만 메시지 교환을 제공하는 경우가 많습니다. 점대점 프로토콜(이러한 프로토콜을 종종 호출함)의 예는 널리 사용되는 PPP 및 LAP-B 프로토콜입니다. 이러한 경우 네트워크 계층 기능을 사용하여 전체 네트워크의 종단 노드 간에 메시지를 전달합니다. 이것이 X.25 네트워크가 구성되는 방식입니다. 때로는 글로벌 네트워크에서 링크 계층의 기능을 동일한 프로토콜의 네트워크 계층 기능과 결합하기 때문에 순수한 형태로 링크 계층의 기능을 선별하기가 어렵습니다. 이러한 접근 방식의 예로는 ATM 및 프레임 릴레이 기술의 프로토콜이 있습니다.

일반적으로 링크 계층은 네트워크 노드 간에 메시지를 보내기 위한 매우 강력하고 완전한 기능 세트입니다. 경우에 따라 링크 계층 프로토콜은 자급자족 수단이 되며 네트워크 및 전송 계층을 포함하지 않고 응용 프로그램 계층 프로토콜 또는 응용 프로그램이 해당 프로토콜 위에서 직접 작동하도록 할 수 있습니다. 예를 들어, 기본적으로 이 프로토콜은 IP 네트워크 프로토콜 및 UDP 전송 프로토콜 위에서 실행되지만 이더넷을 통해 직접 SNMP 네트워크 관리 프로토콜을 구현합니다. 당연히 이러한 구현의 사용은 제한될 것입니다. 이더넷 및 X.25와 같은 다른 기술의 복합 네트워크에는 적합하지 않으며 모든 세그먼트에서 이더넷이 사용되지만 루프와 같은 연결에는 적합하지 않습니다. 세그먼트 사이에 존재합니다. 그러나 브리지로 통합된 2-세그먼트 이더넷 네트워크에서 링크 계층을 통한 SNMP 구현은 매우 효율적입니다.

그럼에도 불구하고 모든 토폴로지 및 기술의 네트워크에서 고품질 메시지 전송을 보장하려면 링크 계층의 기능이 충분하지 않으므로 OSI 모델에서이 문제의 솔루션은 네트워크 및 전송의 두 가지 수준에 할당됩니다. .

네트워크 계층

네트워크 계층(Network layer)은 여러 네트워크를 결합하는 단일 전송 시스템을 형성하는 역할을 하며, 이러한 네트워크는 종단 노드 간에 메시지를 전송하기 위해 완전히 다른 원리를 사용할 수 있으며 임의의 연결 구조를 가질 수 있습니다. 네트워크 계층의 기능은 매우 다양합니다. 로컬 네트워크를 결합하는 예에 대한 고려를 시작하겠습니다.

근거리 통신망의 링크 계층 프로토콜은 계층적 스타 토폴로지와 같은 적절한 일반적인 토폴로지가 있는 네트워크의 노드 간에만 데이터가 전달되도록 합니다. 이는 여러 엔터프라이즈 네트워크를 단일 네트워크로 결합하는 네트워크 또는 노드 간에 중복 링크가 있는 매우 안정적인 네트워크와 같이 개발된 구조로 네트워크를 구축하는 것을 허용하지 않는 매우 엄격한 제한입니다. 루프와 같은 중복 링크를 지원하기 위해 링크 계층 프로토콜을 복잡하게 만드는 것이 가능하지만 계층 간의 의무 분리 원칙은 다른 솔루션으로 이어집니다. 한편으로는 일반적인 토폴로지에 대한 데이터 전송 절차의 단순성을 유지하고 다른 한편으로는 임의의 토폴로지를 사용할 수 있도록 추가 네트워크 계층이 도입되었습니다.

네트워크 수준에서 용어 자체 그물특별한 의미를 부여합니다. 이 경우 네트워크는 표준 일반 토폴로지 중 하나에 따라 상호 연결되고 데이터 전송을 위해 이 토폴로지에 대해 정의된 링크 계층 프로토콜 중 하나를 사용하는 컴퓨터 세트로 이해됩니다.

네트워크 내에서 데이터 전달은 해당 링크 계층에서 제공하지만 네트워크 간 데이터 전달은 네트워크 계층에서 처리하므로 구성 네트워크 간의 연결 구조가 다른 경우에도 메시지 전송 경로를 올바르게 선택할 수 있는 기능을 지원합니다. 링크 계층 프로토콜에 채택된 것입니다. 네트워크는 라우터라는 특수 장치에 의해 상호 연결됩니다. 라우터상호 연결 토폴로지에 대한 정보를 수집하고 이를 기반으로 네트워크 계층 패킷을 대상 네트워크로 전달하는 장치입니다. 한 네트워크의 보낸 사람이 다른 네트워크의 받는 사람에게 메시지를 보내려면 여러 네트워크 또는 홉 간의 백홀(에서 깡충 깡충 뛰다- 점프), 적절한 경로를 선택할 때마다. 따라서 경로는 패킷이 통과하는 일련의 라우터입니다.

무화과에. 그림 1.27은 3개의 라우터로 연결된 4개의 네트워크를 보여줍니다. 이 네트워크의 노드 A와 B 사이에는 두 가지 경로가 있습니다. 첫 번째는 라우터 1과 3을 통과하고 두 번째는 라우터 1, 2, 3을 통과합니다.

쌀. 1.27.복합 네트워크 예

최적의 경로를 선택하는 문제를 라우팅, 그 솔루션은 네트워크 계층의 주요 작업 중 하나입니다. 이 문제는 최단 경로가 항상 최선은 아니라는 사실로 인해 더욱 복잡해집니다. 종종 경로를 선택하는 기준은 이 경로를 따른 데이터 전송 시간입니다. 시간이 지남에 따라 변할 수 있는 통신 채널의 대역폭과 트래픽 강도에 따라 다릅니다. 일부 라우팅 알고리즘은 부하 변화에 적응하려고 하는 반면, 다른 알고리즘은 장기 평균을 기반으로 결정을 내립니다. 경로 선택은 전송 신뢰성과 같은 다른 기준을 기반으로 할 수도 있습니다.

일반적으로 네트워크 계층의 기능은 여러 로컬 네트워크를 결합하는 예를 사용하여 고려한 비표준 구조의 링크를 통한 메시징 기능보다 광범위합니다. 네트워크 계층은 또한 서로 다른 기술을 협상하고 대규모 네트워크에서 주소 지정을 단순화하며 네트워크 간의 원치 않는 트래픽에 대한 안정적이고 유연한 장벽을 만드는 문제를 해결합니다.

네트워크 계층 메시지가 호출됩니다. 패키지. 네트워크 수준에서 패킷 전달을 구성할 때 "네트워크 번호" 개념이 사용됩니다. 이 경우 받는 사람의 주소는 상위 부분인 네트워크 번호와 하위 부분인 이 네트워크의 노드 번호로 구성됩니다. 동일한 네트워크의 모든 노드는 주소의 상위 부분이 동일해야 하므로 네트워크 수준에서 "네트워크"라는 용어는 보다 공식적인 또 다른 정의를 제공할 수 있습니다. 네트워크는 네트워크 주소가 동일한 네트워크 번호를 포함하는 노드 모음입니다. .

네트워크 계층은 두 가지 종류의 프로토콜을 정의합니다. 첫 번째 종류 - 네트워크 프로토콜- 네트워크를 통해 패킷의 승격을 구현합니다. 네트워크 계층 프로토콜에 대해 이야기할 때 일반적으로 참조되는 것은 이러한 프로토콜입니다. 그러나 다른 유형의 프로토콜은 종종 라우팅 정보 교환 프로토콜이라고 하는 네트워크 계층 또는 단순히 라우팅 프로토콜. 라우터는 이러한 프로토콜을 사용하여 상호 연결 토폴로지에 대한 정보를 수집합니다. 네트워크 계층 프로토콜은 운영 체제의 소프트웨어 모듈과 라우터의 소프트웨어 및 하드웨어에 의해 구현됩니다.

다른 유형의 프로토콜은 네트워크 계층에서 작동하며 네트워크 계층에서 사용되는 호스트 주소를 로컬 네트워크 주소에 매핑하는 역할을 합니다. 이러한 프로토콜은 종종 주소 확인 프로토콜 - 주소 확인 프로토콜, ARP. 때로는 분류의 미묘함이 본질을 변경하지 않지만 네트워크 계층이 아니라 채널 계층으로 언급되는 경우가 있습니다.

네트워크 계층 프로토콜의 예로는 TCP/IP 스택의 IP 인터네트워킹 프로토콜과 Novell 스택의 IPX 패킷 인터네트워킹 프로토콜이 있습니다.

수송층

보낸 사람에서 받는 사람에게 가는 도중에 패킷이 손상되거나 손실될 수 있습니다. 일부 응용 프로그램에는 자체 오류 처리가 있지만 안정적인 연결을 즉시 처리하는 것을 선호하는 응용 프로그램이 있습니다. 전송 계층(전송 계층)은 응용 프로그램 또는 스택의 상위 계층(응용 프로그램 및 세션)이 필요로 하는 수준의 안정성으로 데이터 전송을 제공합니다. OSI 모델은 전송 계층에서 제공하는 5가지 서비스 클래스를 정의합니다. 이러한 유형의 서비스는 제공되는 서비스의 품질이 다릅니다. 긴급성, 중단된 통신을 복원하는 기능, 공통 전송 프로토콜을 통해 서로 다른 애플리케이션 프로토콜 간의 다중 연결을 위한 다중화 기능의 가용성, 그리고 가장 중요한 것은 감지하고 수정하는 기능입니다. 패킷의 왜곡, 손실 및 복제와 같은 전송 오류.

전송 계층의 서비스 클래스 선택은 한편으로는 신뢰성을 보장하는 작업이 전송보다 높은 수준의 응용 프로그램 자체 및 프로토콜에 의해 해결되는 정도에 따라 결정되고 다른 한편으로는 , 이 선택은 네트워크, 채널 및 물리적 전송 아래에 있는 계층에서 제공하는 네트워크에서 데이터를 전송하기 위한 시스템의 신뢰성에 따라 다릅니다. 따라서 예를 들어 통신 채널의 품질이 매우 높고 하위 계층 프로토콜에서 감지하지 못하는 오류의 확률이 작은 경우 많은 부담이 되지 않는 경량 전송 계층 서비스 중 하나를 사용하는 것이 합리적입니다. 확인, 악수 및 기타 신뢰성 향상 방법. 하위 계층 차량이 처음에 매우 신뢰할 수 없는 경우 오류 감지 및 제거를 위한 최대 수단을 사용하여 작동하는 가장 개발된 전송 계층 서비스로 전환하는 것이 좋습니다. 패킷의 체크섬 및 라운드 로빈 번호 지정 , 배달 시간 초과 설정 등

일반적으로 전송 계층 이상에서 시작하는 모든 프로토콜은 네트워크 운영 체제의 구성 요소인 네트워크 끝 노드의 소프트웨어에 의해 구현됩니다. 전송 프로토콜의 예로는 TCP/IP 스택의 TCP 및 UDP 프로토콜과 Novell 스택의 SPX 프로토콜이 있습니다.

하위 4개 계층의 프로토콜은 임의의 토폴로지와 다양한 기술을 사용하는 복합 네트워크에서 주어진 품질 수준으로 메시지를 전송하는 문제를 완전히 해결하기 때문에 집합적으로 네트워크 전송 또는 전송 하위 시스템이라고 합니다. 나머지 3개의 상위 계층은 기존 전송 하위 시스템을 기반으로 애플리케이션 서비스를 제공하는 문제를 해결합니다.

세션 계층

세션 계층(세션 계층)은 대화 제어를 제공합니다. 현재 활성 상태인 당사자를 수정하고 동기화 수단을 제공합니다. 후자를 사용하면 긴 전송에 체크포인트를 삽입할 수 있으므로 실패할 경우 처음부터 다시 시작하지 않고 마지막 체크포인트로 돌아갈 수 있습니다. 실제로 세션 계층을 사용하는 응용 프로그램은 거의 없으며 이 계층의 기능이 응용 프로그램 계층의 기능과 결합되어 단일 프로토콜로 구현되는 경우가 많지만 별도의 프로토콜로 구현되는 경우는 거의 없습니다.

대표급

프레젠테이션 계층은 콘텐츠를 변경하지 않고 네트워크를 통해 전송되는 정보의 프레젠테이션 형식을 다룹니다. 프레젠테이션 계층으로 인해 한 시스템의 응용 계층에서 전송된 정보는 항상 다른 시스템의 응용 계층에서 이해됩니다. 이 계층의 도움으로 응용 계층 프로토콜은 ASCII 및 EBCDIC 코드와 같은 문자 코드의 차이나 데이터 표현의 구문상의 차이를 극복할 수 있습니다. 이 수준에서 데이터 암호화 및 암호 해독을 수행할 수 있으므로 모든 응용 프로그램 서비스에 대해 데이터 교환의 비밀이 즉시 보장됩니다. 이러한 프로토콜의 예로는 TCP/IP 스택의 응용 프로그램 계층 프로토콜에 대한 보안 메시징을 제공하는 SSL(Secure Socket Layer) 프로토콜이 있습니다.

애플리케이션 레이어

응용 프로그램 계층은 실제로 네트워크 사용자가 파일, 프린터 또는 하이퍼텍스트 웹 페이지와 같은 공유 리소스에 액세스하고 예를 들어 전자 프로토콜을 사용하여 공동 작업을 구성하는 다양한 프로토콜 집합입니다. 응용 계층이 작동하는 데이터 단위는 일반적으로 메세지.

매우 다양한 애플리케이션 계층 서비스가 있습니다. 다음은 가장 일반적인 파일 서비스 구현의 몇 가지 예입니다. Novell NetWare 운영 체제의 NCP, Microsoft Windows NT의 SMB, NFS, FTP 및 TCP/IP 스택의 TFTP.

네트워크 종속 및 네트워크 독립 계층

OSI 모델의 모든 계층의 기능은 두 그룹 중 하나로 분류될 수 있습니다. 네트워크의 특정 기술 구현에 의존하는 기능 또는 응용 프로그램 작업을 지향하는 기능입니다.

물리적, 채널 및 네트워크의 세 가지 하위 계층은 네트워크에 종속됩니다. 즉, 이러한 계층의 프로토콜은 네트워크 및 사용되는 통신 장비의 기술 구현과 밀접하게 관련되어 있습니다. 예를 들어, FDDI 장비로의 전환은 모든 네트워크 노드의 물리적 및 링크 계층 프로토콜의 완전한 변경을 의미합니다.

상위 3개 레벨(응용 프로그램, 대표 및 세션)은 응용 프로그램 지향적이며 네트워크 구축의 기술적 기능에 크게 의존하지 않습니다. 이러한 계층의 프로토콜은 네트워크 토폴로지의 변경, 장비 교체 또는 다른 네트워크 기술로의 전환에 영향을 받지 않습니다. 따라서 이더넷에서 고속 l00VG-AnyLAN 기술로의 전환은 애플리케이션, 프리젠테이션 및 세션 수준의 기능을 구현하는 소프트웨어의 변경을 필요로 하지 않습니다.

전송 계층은 중간이며 하위 계층의 기능에 대한 모든 세부 사항을 상위 계층에서 숨깁니다. 이를 통해 직접 메시지 전송의 기술적 수단에 의존하지 않는 응용 프로그램을 개발할 수 있습니다. 무화과에. 그림 1.28은 다양한 네트워크 요소가 작동하는 OSI 모델의 계층을 보여줍니다. 네트워크 OS가 설치된 컴퓨터는 7개 수준의 프로토콜을 모두 사용하여 다른 컴퓨터와 통신합니다. 컴퓨터는 허브, 모뎀, 브리지, 스위치, 라우터, 멀티플렉서와 ​​같은 다양한 통신 장치를 통해 간접적으로 이러한 상호 작용을 수행합니다. 유형에 따라 통신 장치는 물리적 계층(중계기)에서만 작동하거나 물리적 및 채널(브리지)에서 또는 물리적, 채널 및 네트워크에서 작동할 수 있으며 때로는 전송 계층(라우터)을 캡처합니다. 무화과에. 1.29는 OSI 모델의 레벨에 대한 다양한 통신 장치의 기능의 대응을 보여줍니다.

쌀. 1.28. OSI 모델의 네트워크 인식 및 네트워크 불가지 계층

그림 1.29. OSI 모델의 계층에 대한 다양한 네트워크 장치의 기능 대응

OSI 모델은 매우 중요하지만 많은 통신 모델 중 하나일 뿐입니다. 이러한 모델 및 관련 프로토콜 스택은 계층 수, 기능, 메시지 형식, 상위 계층에서 지원되는 서비스 및 기타 매개변수가 다를 수 있습니다.

1.3.4. "개방형 시스템"의 개념

OSI 모델은 이름에서 알 수 있듯이(Open System Interconnection) 개방형 시스템의 상호 연결을 설명합니다. 개방형 시스템이란 무엇입니까?

넓은 의미에서 개방형 시스템공개 사양에 따라 구축된 모든 시스템(컴퓨터, 컴퓨터 네트워크, 운영 체제, 소프트웨어 패키지, 기타 하드웨어 및 소프트웨어 제품)을 명명할 수 있습니다.

"사양"(컴퓨팅에서)이라는 용어는 하드웨어 또는 소프트웨어 구성 요소, 작동 방식, 다른 구성 요소와의 상호 작용, 작동 조건, 제한 사항 및 특수 특성에 대한 형식화된 설명으로 이해된다는 점을 기억하십시오. 모든 사양이 표준이 아니라는 것은 분명합니다. 차례로, 공개 사양은 표준을 준수하고 모든 이해 당사자의 철저한 논의를 거쳐 합의에 도달한 결과 수락되는 공개적으로 사용 가능한 사양으로 이해됩니다.

시스템 개발에 공개 사양을 사용하면 제3자가 이러한 시스템에 대한 다양한 하드웨어 또는 소프트웨어 확장 및 수정을 개발할 수 있을 뿐만 아니라 다른 제조업체의 제품에서 소프트웨어 및 하드웨어 시스템을 만들 수 있습니다.

실제 시스템의 경우 완전한 개방성은 달성할 수 없는 이상입니다. 원칙적으로 개방형이라고 하는 시스템에서도 외부 인터페이스를 지원하는 일부 부품만 이 정의를 충족합니다. 예를 들어, Unix 운영 체제 제품군의 개방성은 무엇보다도 커널과 애플리케이션 사이에 표준화된 프로그래밍 인터페이스가 있다는 점에 있습니다. 이를 통해 한 Unix 버전에서 다른 버전으로 애플리케이션을 쉽게 이식할 수 있습니다. 부분 개방성의 또 다른 예는 시스템에 타사 네트워크 어댑터 드라이버를 포함하기 위해 상대적으로 폐쇄된 Novell NetWare 운영 체제의 ODI(Open Driver Interface) 사용입니다. 시스템 개발에 사용되는 개방형 사양이 많을수록 더 개방적입니다.

OSI 모델은 개방성의 한 측면, 즉 컴퓨터 네트워크에 연결된 장치 간의 상호 작용 수단의 개방성과 관련이 있습니다. 여기에서 개방형 시스템은 송수신 메시지의 형식, 내용, 의미를 결정하는 표준 규칙을 사용하여 다른 네트워크 장치와 상호 작용할 준비가 된 네트워크 장치를 의미합니다.

개방성 원칙에 따라 두 개의 네트워크를 구축하면 다음과 같은 이점이 있습니다.

동일한 표준을 준수하는 서로 다른 제조업체의 하드웨어 및 소프트웨어 네트워크를 구축할 수 있는 능력

개별 네트워크 구성 요소를 다른 고급 구성 요소로 손쉽게 교체할 수 있어 네트워크를 최소한의 비용으로 개발할 수 있습니다.

한 네트워크를 다른 네트워크와 쉽게 인터페이스하는 기능;

네트워크의 개발 및 유지 관리 용이성.

개방형 시스템의 놀라운 예는 국제 네트워크 인터넷입니다. 이 네트워크는 개방형 시스템에 대한 요구 사항에 따라 완전히 발전했습니다. 여러 대학, 과학 기관 및 여러 국가에서 운영되는 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어 제조업체의 수천 명의 전문 사용자가 표준 개발에 참여했습니다. 인터넷 작동을 정의하는 표준 이름인 RFC(Request For Comments)는 "의견 요청"으로 번역될 수 있으며 채택된 표준의 공개적이고 공개적인 특성을 보여줍니다. 그 결과 인터넷은 전 세계에 흩어져 있는 수많은 네트워크의 가장 다양한 하드웨어와 소프트웨어를 결합할 수 있었습니다.
사이트의 자료를 사용할 때 프로젝트에 대한 링크가 필요합니다.
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