Функции сетевого уровня. Сетевые уровни
Функции сетевого уровня.
ТЕМА: Сетевой уровень передачи данных. Протоколы сетевого уровня.
Сетевой уровень (Network layer) - уровень межсетевого взаимодействия (internetworking) – (третий уровень модели OSI), служит для образования единой транспортной подсистемы, объединяющей несколько сетей. При этом сети могут использовать совершенно различные принципы передачи сообщений между конечными узлами и обладать произвольной структурой связи.
Данные, которые поступают на сетевой уровень и которые необходимо передать через составную сеть, снабжаются заголовком сетевого уровня.
Данные вместе с заголовком образуют пакет. Заголовок пакета сетевого уровня несет информацию о номере сети, которой предназначается пакет, а так же другую служебную информацию, необходимую для успешного перехода пакета из сети одного типа в сеть другого типа. К такой информации может относиться, например:
- номер фрагмента пакета, необходимый для успешного проведения операций сборки – разборки фрагментов при соединении сетей с разными максимальными размерами пакетов;
- время жизни пакета, указывающее, как долго он путешествует по интерсети, это время может использоваться для уничтожения «заблудившихся» пакетов;
- качество услуги – критерий выбора маршрута при межсетевых передачах – например, узел – отправитель может потребовать передать пакет с максимальной надежностью, возможно в ущерб времени доставки.
Основными протоколами сетевого уровня являются сетевые протоколы (например, IP или IPX) и протоколы маршрутизации (RIP, OSPF, BGP и др.).
Вспомогательную роль выполняют такие протоколы как - протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP (Internet Control Message Protocol), который предназначен для обмена информацией об ошибках между маршрутизаторами сети и узлом- источником пакета. С помощью специальных сообщений ICMP сообщает о невозможности доставки пакета или о превышении времени жизни пакета, об изменении маршрута пересылки, о состоянии системы и т.д. Протокол группового управления IGMP и протокол разрешения адресов ARP.
Сетевые протоколы и протоколы маршрутизации реализуются виде программных модулей на конечных узлах – компьютерах, называемых часто хостами и на промежуточных узлах – маршрутизаторах, называемых шлюзами.
Сетевые протоколы предназначены для передачи пользовательских данных, а протоколы маршрутизации собирают и передают по сети только служебную информацию о возможных маршрутах. Сетевые протоколы активно используют в своей работе таблицу маршрутизации, но ни ее построением, ни поддержанием ее содержимого не занимаются. Эти функции выполняют протоколы маршрутизации. Протоколы маршрутизации могут быть построены на основе разных алгоритмов, отличающихся способами построения таблиц маршрутизации, способами выбора наилучшего маршрута и другими особенностями своей работы. Существуют одношаговые и многошаговые алгоритмы маршрутизации.
На сетевом уровне так же происходит установление соответствия между IP – адресом и аппаратным адресом (МАС - адресом). Установление осуществляется протоколом разрешения адресов – ARP, который для этой цели просматривает ARP – таблицы. Если нужный адрес отсутствует, то выполняется широковещательный ARP – запрос.
В функции сетевого уровня входит решение следующих задач:
1. Передача пакетов между конечными узлами в составных сетях. Сетевой уровень выступает в качестве координатора, организующего работу всех подсетей, лежащих на пути продвижения пакета по составной сети. Составная сеть (Интернет) – это совокупность нескольких сетей, называемых также подсетями (subnet), которые соединяются между собой маршрутизаторами.
2. Выбор маршрута передачи пакетов, наилучшего по некоторому критерию.
3. Согласование разных протоколов канального уровня, использующихся в отдельных подсетях составной сети. Для перемещения данных в пределах подсетей сетевой уровень обращается к используемым в этих подсетях технологиям.
4. На сетевом уровне выполняется одна из важнейших функций маршрутизатора – фильтрация трафика. Маршрутизаторы позволяют администраторам задавать разные правила фильтрации. Например, запретить прохождение в корпоративную сеть всех пакетов, кроме пакетов, поступающих из подсетей этого же предприятия. Фильтрация в данном случае происходит по сетевым адресам. Программное обеспечение маршрутизатора может реализовать различные дисциплины обслуживания очередей пакетов, а так же различные варианты приоритетного обслуживания.
5.На сетевом уровне проверяется контрольная сумма, и если пакет пришел поврежденным, то он отбрасывается (сетевой уровень коррекцией ошибок не занимается). Так же проверяется время жизни пакета – не превышает ли оно допустимой величины (если превысило – то пакет отбрасывается).
Принципы маршрутизации.
Сетевой уровень обеспечивает возможность перемещения пакетов по сети, используя тот маршрут, который в данный момент является более рациональным.
Маршрут – это последовательность маршрутизаторов, которые должен пройти пакет от отправителя до пункта назначения. В сложных составных сетях почти всегда существуют несколько альтернативных маршрутов для передачи пакетов между двумя конечными узлами. Задачу выбора маршрута решают как конечные узлы – компьютеры так и промежуточные узлы – маршрутизаторы на основе таблиц маршрутизации. Маршрутизаторы обычно автоматически создают таблицы маршрутизации, обмениваясь служебной информацией; для конечных узлов таблицы маршрутизации часто создаются вручную администраторами и хранятся виде постоянных файлов на дисках. Маршрутизаторы имеют по несколько портов для подключения сетей, каждый порт маршрутизатора имеет свой собственный сетевой адрес и свой собственный локальный адрес. Если маршрутизатор имеет блок управления, то этот блок имеет свой собственный адрес, по которому к нему обращается центральная станция управления, находящаяся где - то в составной сети.
С помощью протоколов маршрутизации маршрутизаторы составляют карту связей той или иной степени подробности. На основании этой информации для каждого номера сети принимается решение о том, какому следующему маршрутизатору надо передать пакеты, направляемые в эту сеть, чтобы маршрут оказался рациональным. Результаты этих решений заносятся в таблицу маршрутизации.
К протоколам маршрутизации относятся такие протоколы как RIP, OSPF, протокол BGP; протокол межсетевых управляющих сообщений ICMP.
Крупные сети разбиваются на автономные системы, автономные системы – это сети, присоединенные к магистрали, имеющие свое собственное административное управление и собственные протоколы маршрутизации.
Протоколы маршрутизации делятся на внешние и внутренние. Внешние протоколы (EGP,BGP) переносят маршрутную информацию между автономными системами, а внутренние (RIP, OSPF) применяются в пределах определенной автономной системы.
Протокол BGP позволяет распознавать наличие петель между автономными системами и исключить их из межсистемных маршрутов.
Протокол RIP(Routing Internet Protocol) является одним из наиболее ранних протоколов обмена маршрутной информации и до сих пор чрезвычайно распространен ввиду простоты маршрутизации. Протокол RIP имеет несколько версий, например, для протокола IP имеется версия RIPv1, которая не поддерживает масок и версия RIPv2, это протокол, который передает информацию о масках сетей. С помощью протокола RIP строится таблица маршрутизации. В первом столбце таблицы перечисляются номера сетей, входящих в интерсеть. В каждой строке следом за номером сети указывается сетевой адрес порта следующего маршрутизатора, на который нужно отправить пакет, чтобы тот передвигался по направлению к сети с данным номером по рациональному маршруту. В третьем столбце указывается номер выходного порта данного маршрутизатора. В четвертом столбце указывается расстояние до сети назначения.
Таблица 1.Таблица маршрутизации
| Номер сети назначения | Сетевой адрес порта следующего маршрутизатора | Сетевой адрес выходного порта маршрутизатора | Расстояние до сети назначения |
| 201.36.14.0 | 132. 11. 0.7 | 132. 11. 0. 101 | 1 |
.
В качестве расстояния до сети назначения стандарты протокола RIP допускают различные виды метрик: хопы, метрики, учитывающие пропускную способность, вносимые задержки и надежность сетей. Простейшая метрика – это количество хопов, т. е. количество промежуточных маршрутизаторов, которые нужно преодолеть пакету до сети назначения. Протокол RIP успешно работает в сравнительно небольших сетях, имеющих до 15 маршрутизаторов.
Протокол OSPF (Open Shortest Path Fist) был разработан для эффективной маршрутизации IP- пакетов в больших сетях со сложной топологией, включающей петли. Он основан на алгоритме состояния связей, который обладает высокой устойчивостью к изменениям топологии сети. При выборе маршрута OSPF – маршрутизаторы используют метрику, учитывающую пропускную способность составных сетей. Протокол OSPF учитывает биты качества обслуживания, для каждого типа качества строится отдельная таблица маршрутизации. Протокол OSPF обладает высокой вычислительной сложностью, поэтому чаще всего работает на мощных аппаратных маршрутизаторах.
studfiles.net
Сетевой уровень
3-й уровень сетевой модели OSI предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.
Канальный уровень
Физический уровень
Самый нижний уровень модели предназначен непосредственно для передачи потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. Другими словами, осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством. На этом уровне работают концентраторы (хабы), повторители (ретрансляторы) сигнала и медиаконверторы.
Функции физического уровня реализуются на всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом. К физическому уровню относятся физические, электрические и механические интерфейсы между двумя системами. Физический уровень определяет такие свойства среды сети передачи данных как оптоволокно, витая пара, коаксиальный кабель, спутниковый канал передач данных и т. п. Стандартными типами сетевых интерфейсов, относящимися к физическому уровню, являются: V.35, RS-232C, RS-485, RJ-11, RJ-45, разъемы AUI и BNC.
Cетевые технологии
В сетях применяются различные сетевые технологии, из которых в локальных сетях наиболее распространены Ethernet, Token Ring, 100VG-AnyLAN, ARCnet, FDDI. Каждой технологии соответствуют свои типы оборудования.
Ethernét — пакетная технология компьютерных сетей, преимущественно локальных. Применяется полудуплексный канал передачи: передачу и прием данных сетевой адаптер выполняет попеременно.
Каждый узел сети имеет сетевой адаптер — схему, реализующую метод CSMA/CD на аппаратном (или микропрограммном) уровне. Адаптер имеет приемопередатчик — трансивер, подключенный к общей (разделяемой) среде передачи, в оригинале — к коаксиальному кабелю. Адаптер узла (для краткости — узел), нуждающийся в передаче информации, прослушивает линию и дожидается «тишины» — отсутствия сигнала. Далее он формирует кадр (frame, фрейм), начинающийся с синхронизирующей преамбулы, за которой следует поток двоичных данных в самосинхронизирующемся (манчестерском) коде. Все остальные узлы принимают этот сигнал, синхронизируются по преамбуле и декодируют его в последовательность бит, помещаемую в свой приемный буфер. Окончание кадра определяется по пропаданию несущей, и по этому событию приемники анализируют принятый кадр. Этот кадр контролируется на отсутствие ошибок (с помощью контрольной последовательности бит и по длине), после чего в «хорошем» кадре проверяется адресная информация. В каждом кадре имеется заголовок с МАС-адресами узла-источника и узла его назначения. Если адрес назначения кадра соответствует МАС-адресу данного узла, то кадр поступает на дальнейшую обработку протоколами вышестоящих уровней. Кадры, не адресованные данному узлу, им игнорируются на аппаратном уровне адаптера, не отвлекая центральный процессор узла. Теперь предположим, что два узла хотят передать данные почти одновременно: оба дождались «тишины» и стали передавать преамбулу. Столкновение двух сигналов — коллизия — приведет к их искажению, которое обнаруживается передатчиком. Передающие узлы, обнаружив коллизию, прекращают передачу кадра, после чего повторную попытку передачи сделают через случайный интервал времени (каждый через свой) после освобождения линии. Если повторная попытка также не удалась, делается следующая (и так до 16 раз), причем интервал увеличивается. Приемник обнаруживает коллизию по ненормально короткой длине (в «хорошем» кадре она не может быть меньше 64 байт, не считая преамбулы) и такие кадры отбрасывает.
Коллизии являются нормальным, хотя и нежелательным явлением в сети Ethernet. Метод CSMA/CD хорошо работает лишь при общей загрузке канала (среды передачи) до 30 %. При большей загрузке коллизии приводят к прогрессирующей деградации производительности, что является слабым местом технологии Ethernet. Ethernet допускает наличие в одном сегменте сотен (даже тысяч) узлов, при их высокой активности разумный размер домена коллизий - группы узлов, связанных общей средой (кабелями и повторителями), — ограничен лишь несколькими десятками узлов.
Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 90-х годов прошлого века, вытеснив такие устаревшие технологии, как Arcnet и Token Ring.
В 1995 году принят стандарт IEEE 802.3u Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с и появилась возможность работы в режиме полный дуплекс. В 1997 году был принят стандарт IEEE 802.3z Gigabit Ethernet со скоростью 1000 Мбит/с для передачи по оптоволокну и еще через два года для передачи по витой паре. В настоящее время наибольшей популярностью пользуются Ethernet-платы 100 Мбод (100-мегабитовая Ethernet), а в некоторых случаях применяются более новые платы 1000 Мбод (или гигабитовая Ethernet). Разрабатываются также Ethernet-карты 10 Гбод.
Ethernet-сети различаются не только по скорости обмена данными, но и по типу кабеля. Для соединения устройств применяются коаксиальные кабели (в некоторых типах 10 мегабитовых Ethernet-сетей), витые пары (во всех 100-мегабитовых Ethernet-сетях, а также в некоторых типах 10-мегабитовых и гигабитовых Ethernet-сетей) и волоконно-оптические кабели (в некоторых типах гигабитовых Ethernet-сетей). Витые пары обеспечивают соединение на расстоянии до 100 метров (обычно такое соединение устанавливается между компьютером и концентратором либо коммутатором). Волоконно-оптические соединения допускают обмен данными на расстоянии до 5 километров.
Технология Gigabit Ethernet со скоростью передачи данных 1000 Мбит/с разработана для ускорения передачи данных. Однако повышение скорости на порядок при сохранении всех пропорций предыдущих технологий привело бы к сужению диаметра домена коллизии до неприемлемого размера — 0,26 мкс задержки соответствует примерно 50 м кабеля, а еще задержку вносит и повторитель. По этой причине минимально допустимый размер кадра, определяющий максимально допустимую задержку передачи, был увеличен до 512 байт. С учетом задержек в повторителе и адаптерах диаметр домена коллизий может достигать 200 м, то есть вписываться в стандартную концепцию построения СКС.
Допустимые размеры сети Ethernet определяются рядом факторов:
Ограничения на длину кабельного сегмента, связанные с затуханием и искажением формы сигнала: 10Base5 — 500 м, 10Base2 — 185 (300) м, 10BaseT/100BaseTX/100BaseT4 - 100 м.
Ограничение на количество узлов в домене коллизий: не более 1024.
Ограничение на количество повторителей между любой парой узлов: Ethernet — 4, Fast Ethernet — 1 или 2, Gigabit Ethernet — 1.
Преимущества: относительная дешевизна оборудования, большая пропускная способность сети, легкость подключения новых узлов.
Недостатки: при росте нагрузки полезная пропускная способность сети резко падает (из-за увеличения количества коллизий).
Token Ring (маркерное кольцо). В течение многих лет технология Token Ring, разработанная IBM, была главным конкурентом Ethernet, однако начиная с 1990 г. преимущество Ethernet стало очевидным. Большинство карт Token Ring поддерживают скорость обмена до 16 Мбод, но в настоящее время появились модели 100 Мбод. Максимальное расстояние между устройствами в сети Token Ring составляет 150-300 метров. Кольцевая логическая топология, как правило, реализуется на основе физической звезды, в центре которой находится устройство MSAU (Multi-Station Access Unit — многостанционное устройство доступа). В любой момент времени передачу данных может вести только одна станция, захватившая маркер доступа (token). При передаче данных в заголовке маркера делается отметка о занятости, и маркер превращается в обрамление начала кадра. Остальные станции побитно транслируют кадр от предыдущей (upstream) станции к последующей (downstream). Станция, которой адресован текущий кадр, сохраняет его копию в своем буфере для последующей обработки и транслирует его далее по кольцу, сделав отметку о получении. Таким образом, кадр по кольцу достигает передающей станции, которая удаляет его из кольца (не транслирует дальше). Когда станция заканчивает передачу, она помечает маркер как свободный и передает его дальше по кольцу. Время, в течение которого станция имеет право пользоваться маркером, регламентировано. Захват маркера осуществляется на основе приоритетов, назначаемых станциям. За порядком в кольце следит активный монитор AM (Active Monitor) — одна из станций в сети, взявшая на себя эти функции. За активным монитором слепят резервные — остальные станции сети, всегда готовые взять на себя функции активного. Основное преимущество Token Ring — заведомо ограниченное время ожидания обслуживания узла (и отличие от Ethernet, не возрастающее при увеличении трафика), обусловленное детерминированным методом доступа и возможностью управления приоритетом. Топологические ограничения гораздо мягче, чем в Ethernet, — в одном кольце могут находиться станции, удаленные друг от друга на километры (медный кабель) и даже десятки километров (оптика). Встроенные функции управления и самовосстановления без дополнительных средств придают сети надежность более высокую, чем у обычных сетей Ethernet. Архитектура позволяет строить сети произвольной конфигурации (ячеистые) — с избыточными связями, используемыми для повышения пропускной способности и надежности — с применением обычных коммутаторов второго уровня. Расплатой за эти преимущества является сложность реализации адаптеров сети, обусловливающая высокую цепу оборудования. Кольцевая сеть строится на основе концентраторов (хабов) MSAU.
Преимущества: надежность и безопасность, гарантированная доставка сообщений, при передачи данных не возникает потери сигнала, не возникает коллизий, простота коммуникационного оборудования локальной сети.
Недостатки: необходимы дорогостоящие устройства доступа к сети, высокая сложность технологии реализации сети, высокая стоимость (160-200% от Ethernet), отказ одного узла может привести к неработоспособности всей сети, добавление/удаление узла вынуждает разрывать сеть;
FDDI и CDDI. FDDI (Fiber Distributed Data Interface — волоконно-оптический интерфейс распределенных данных) и CDDI (Copper Distributed Data Interface — "медный" интерфейс распределенных данных) предназначены для создания сетей со скоростью обмена информацией порядка 100 Мбод. Преимущество FDDI перед 10 мегабитовой Ethernet состоит в том, что данная технология обеспечивает связь на расстоянии до 2 километров. Гигабитовая Ethernet с передачей данных по волоконно-оптическому кабелю обеспечивает дальность до 5 километров. Логическая топология — кольцо (двойное), метод доступа — детерминированный, с передачей маркера (token passing). Маркер доступа передается от станции к станции по кольцу, правом на передачу данных обладает станция, захватившая маркер. При единственности маркера в кольце может одновременно продвигаться множество кадров. Технология обеспечивает передачу синхронного и асинхронного трафика. Для передачи синхронного трафика на этапе инициализации кольца определяется полоса пропускания, отводимая каждой станции для передачи. Для асинхронного трафика может отводиться вся остающаяся полоса пропускания кольца. Реальная пропускная способность кольца может достигать 95 Мбит/с, но при значительных задержках в обслуживании. При минимизации задержек пропускная способность может падать и до 20 Мбит/с. Максимальное количество станций в сети — до 500 с двойным кольцом и до 1000 с одинарным, расстояние между станциями до 2 км при многомодовом и до 45-60 км при одномодовом кабеле, длина двойного кольца до 100 км, одинарного — до 200 км. Технологию FDDI можно рассматривать как развитие Token Ring, направленное на повышение производительности, отказоустойчивости и увеличения размеров сети как по количеству узлов, так и по расстоянию. Повышение отказоустойчивости достигается за счет применения двух колец — вторичное (резервное) кольцо замыкает цепочку станций в случае обрыва (отказа) пинии связи между парой соседних станций или отказа станции. Технология FDDI относительно легко интегрируется с Ethernet и Token Ring, благодаря ему ее широко используют в качестве высокоскоростной магистрали для этих технологий. Цена оборудования высокая, что не позволяет применять данную технологию для рядовых рабочих мест. Хотя FDDI считается технологией локальных сетей, в основном она применяется для высокоскоростных магистралей (backbone) кампусных и городских сетей. FDDI используется и для объединения больших и мини-компьютеров, мощных рабочих станций, подключения периферии с интенсивным обменом.
Преимущества: высокая отказоустойчивость, очень высокая скорость передачи, большая протяженность(кольцо может быть окружностью до 200 км. и включать до 1000 устройств).
Недостатки: высокая стоимость.
studfiles.net
Сетевой уровень - это... Что такое Сетевой уровень?
Сетевой уровеньСетевой уровень (англ. Network layer) — 3-й уровень сетевой модели OSI предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.
Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю и могут быть разделены на два класса: протоколы с установкой соединения и без него.
Описать работу протоколов с установкой соединения можно на примере работы обычного телефона. Протоколы этого класса начинают передачу данных с вызова или установки маршрута следования пакетов от источника к получателю. После чего начинают последовательную передачу данных и затем по окончании передачи разрывают связь.
Протоколы без установки соединения, которые посылают данные, содержащие полную адресную информацию в каждом пакете, работают аналогично почтовой системе. Каждое письмо или пакет содержит адрес отправителя и получателя. Далее каждый промежуточный почтамт или сетевое устройство считывает адресную информацию и принимает решение о маршрутизации данных. Письмо или пакет данных передается от одного промежуточного устройства к другому до тех пор, пока не будет доставлено получателю. Протоколы без установки соединения не гарантируют поступление информации получателю в том порядке, в котором она была отправлена. За установку данных в соответствующем порядке при использовании сетевых протоколов без установки соединения отвечают транспортные протоколы.
Wikimedia Foundation. 2010.
- Сетевой медиаплейер высокого разрешения
- Сетевой эффект
Смотреть что такое "Сетевой уровень" в других словарях:
сетевой уровень — Уровень взаимосвязи открытых систем, обеспечивающий услуги по обмену данными между логическими объектами транспортного уровня, формирование пакетов данных и их маршрутизацию по сети. [ГОСТ 24402 88] сетевой уровень Третий уровень сетевой модели… … Справочник технического переводчика
Сетевой уровень — 27. Сетевой уровень Network layer Уровень взаимосвязи открытых систем, обеспечивающий услуги по обмену данными между логическими объектами транспортного уровня, формирование пакетов данных и их маршрутизацию по сети Источник: ГОСТ 24402 88:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Сетевой уровень — 1. Уровень взаимосвязи открытых систем, обеспечивающий услуги по обмену данными между логическими объектами транспортного уровня, формирование пакетов данных и их маршрутизацию по сети Употребляется в документе: ГОСТ 24402 88 Телеобработка данных … Телекоммуникационный словарь
уровень сети — сетевой уровень — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы сетевой уровень EN network level … Справочник технического переводчика
Уровень — в модели OSI набор структур и программ, обеспечивающих обработку определенного класса событий. Уровень выступает единицей декомпозиции совокупности функций, обеспечивающих информационное взаимодействие прикладных процессов. В модели OSI выделяют… … Финансовый словарь
уровень 3 — Сетевой уровень (Network layer) в модели OSI. Отвечает за адресацию и маршрутизацию при межсетевом обмене. [http://www.lexikon.ru/dict/net/index.html] Тематики сети вычислительные EN layer 3 … Справочник технического переводчика
Уровень представления — Сетевая модель OSI (базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, англ. Open Systems Interconnection Basic Reference Model) абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Представляет уровневый подход к… … Википедия
Уровень представления данных — Сетевая модель OSI (базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, англ. Open Systems Interconnection Basic Reference Model) абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Представляет уровневый подход к… … Википедия
Сетевой протокол — Сетевой протокол набор правил, позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть устройствами. Разные протоколы зачастую описывают лишь разные стороны одного типа связи; взятые вместе, они образуют стек… … Википедия
Сетевой маркетинг — Не следует путать с Сетевой подход в маркетинге. Схема структуры сбыта в сетевом маркетинге. Уровень доходов зависит от суммарного уровня продаж дистрибьютора и нижележащих ветвей. Сетевой маркетинг (или многоуровневый маркетинг; … Википедия
dic.academic.ru
Функции сетевого уровня
Сетевой уровень, или Уровень OSI 3, предоставляет службы для обмена отдельными частями данных по сети между определенными конечными устройствами. Для выполнения этих функций, сетевой уровень использует четыре базовых процесса:
- Адресация
- Инкапсуляция
- Маршрутизация
- Декапсуляция
Адресация
Во-первых, Сетевой уровень должен обеспечить механизм для адресации этих конечных устройств. Если отдельные части данных должны быть направлены к конечному устройству, у того устройства должен быть уникальный адрес. В сети IPv4, когда этот адрес добавляется к устройству, то устройство называют узел или хост.
Инкапсуляция
Во-вторых, Сетевой уровень должен обеспечить инкапсуляцию. Мало того, что устройства должны быть идентифицированы с помощью адреса, отдельные части - PDU Сетевого уровня - также должны содержать эти адреса. Во время процесса инкапсуляции Уровень 3 получает PDU Уровня 4 и добавляет заголовок Уровеня 3, или метку, чтобы создать PDU Уровня 3. Когда мы говорим о Сетевом уровне, мы называем этот PDU пакет. Когда пакет создается, заголовок должен содержать, помимо другой информации, адрес узла, которому он отправляется. Этот адрес называют адресом получателя. Уровень 3 заголовка также содержит адрес отправляющего узла. Этот адрес называют адрес источника.
После того, как Сетевой уровень завершает свой процесс инкапсуляции, пакет отправляется вниз на Канальный уровень - для подготовки к транспортировке по передающей среде (каналам связи).
Маршрутизация
Затем, в функциональные обязанности сетевого уровня входит предоставление служб, чтобы направить эти пакеты к их конечному хосту. Хосты источника и назначения не всегда находятся в той же самой сети. Фактически, пакету, возможно, придется пройти через множество различных сетей. По пути следования каждый пакет должен вестись через сеть, чтобы достигнуть своего конечного места назначения. Промежуточные устройства, которые соединяют сети, называются маршрутизаторами. Роль маршрутизатора состоит в выборе пути следования пакетов и в их направлении к месту назначения. Этот процесс известен как маршрутизация.
Во время маршрутизации через объединенную сеть пакет может пересечь много посреднических устройств. Каждый маршрут, которым следует пакет, чтобы достигнуть следующего устройства, называют хопом. Во время передачи пакета его содержимое (PDU Транспортного уровня) остается нетронутым, пока не будет достигнут конечный хост.
Декапсуляция
Наконец, пакет достигает конечного хоста и обрабатывается на Уровне 3. Узел исследует адрес получателя, чтобы проверить, что пакет адресовался этому устройству. Если адрес корректен, пакет декапсулируется Сетевым уровнем и PDU 4-го Уровня, содержавшийся в пакете, передается соответствующей службе Транспортного уровня.
В отличие от Транспортного уровня (Уровень OSI 4), который управляет транспортом данных между процессами, работающими на каждом конечном узле, протоколы Сетевого уровня определяют структуру пакетов и обработку, используемую для передачи данных от одного узла до другого узла. Работа безотносительно к данным приложения, которые содержатся в каждом пакете, позволяет Сетевому уровню переносить пакеты для множества типов коммуникаций между множеством хостов.
Далее: Протоколы Сетевого уровня. Протокол IP
Смотрите также
Написать
datanets.ru
Сетевой уровень | Компьютерные сети
Сетевой уровень (network layer) служит для образования единой транспортной системы,объединяющей несколько сетей, называемой составной сетью, или интернетом.
На рис. 1 показано несколько сетей, каждая из которых использует собственную технологию канального уровня: Ethernet, FDDI, Token Ring, ATM, Frame Relay. На базе этих технологий любая из указанных сетей может связывать между собой любых пользователей, но только своей сети, и не способна обеспечить передачу данных в другую сеть. Причина такого положения вещей очевидна и кроется в существенных отличиях одной технологии от другой. Даже наиболее близкие технологии LAN — Ethernet, FDDI, Token Ring, — имеющие одну и ту же систему адресации (адреса подуровня MAC, называемые МАС-адресами), отличаются друг от друга форматом используемых кадров и логикой работы протоколов. Еще больше отличий между технологиями LAN и WAN. Во многих технологиях WAN задействована техника предварительно устанавливаемых виртуальных каналов, идентификаторы которых применяются в качестве адресов. Все технологии имеют собственные форматы кадров (в технологии ATM кадр даже называется иначе — ячейкой) и, конечно, собственные стеки протоколов.
Чтобы связать между собой сети, построенные на основе столь отличающихся технологий, нужны дополнительные средства, и такие средства предоставляет сетевой уровень.
Функции сетевого уровня реализуются:
• группой протоколов;
• специальными устройствами — маршрутизаторами.
Одной из функций маршрутизатора является физическое соединение сетей. Маршрутизатор имеет несколько сетевых интерфейсов, подобных интерфейсам компьютера, к каждому из которых может быть подключена одна сеть. Таким образом, все интерфейсы маршрутизатора можно считать узлами разных сетей. Маршрутизатор может быть реализован программно на базе универсального компьютера (например, типовая конфигурация Unix или Windows включает программный модуль маршрутизатора). Однако чаще маршрутизаторы реализуются на базе специализированных аппаратных платформ. В состав программного обеспечения маршрутизатора входят протокольные модули сетевого уровня.
Итак, чтобы связать сети, показанные на рис. 4.8, необходимо соединить все эти сети маршрутизаторами и установить протокольные модули сетевого уровня на все конечные узлы пользователей, которые хотели бы связываться через составную сеть (рис. 2).
Данные, которые необходимо передать через составную сеть, поступают на сетевой уровень от вышележащего транспортного уровня. Эти данные снабжаются заголовком сетевого уровня. Данные вместе с заголовком образуют пакет — так называется PDU сетевого уровня. Заголовок пакета сетевого уровня имеет унифицированный формат, не зависящий от форматов кадров канального уровня тех сетей, которые могут входить в составную сеть, и несет, наряду с другой служебной информацией, данные об адресе назначения этогои несет, наряду с другой служебной информацией, данные об адресе назначения этого пакета.
Для того чтобы протоколы сетевого уровня могли доставлять пакеты любому узлу составной сети, эти узлы должны иметь адреса, уникальные в пределах данной составной сети. Такие адреса называются сетевыми, или глобальными. Каждый узел составной сети, который намерен обмениваться данными с другими узлами составной сети, наряду с адресом, назначенным ему на канальном уровне, должен иметь сетевой адрес. Например, на рис. 2 компьютер в сети Ethernet, входящей в составную сеть, имеет адрес канального уровня МАС1 и адрес сетевого уровня NET-A1; аналогично в сети ATM узел, адресуемый идентификаторами виртуальных каналов ID1 и ID2, имеет сетевой адрес NET-A2. В пакете в качестве адреса назначения должен быть указан адрес сетевого уровня, на основании которого определяется маршрут пакета.
Определение маршрута является важной задачей сетевого уровня. Маршрут описывается последовательностью сетей (или маршрутизаторов), через которые должен пройти пакет, чтобы попасть к адресату. Например, на рис. 2 штриховой линией показано три маршрута, по которым могут быть переданы данные от компьютера А к компьютеру Б. Маршрутизатор собирает информацию о топологии связей между сетями и на основе этой информации строит таблицы коммутации, которые в данном случае носят специальное название таблиц маршрутизации.
В соответствии с многоуровневым подходом сетевой уровень для решения своей задачи обращается к нижележащему канальному уровню. Весь путь через составную сеть разбивается на участки от одного маршрутизатора до другого, причем каждый участок соответствует пути через отдельную сеть.
В соответствии с многоуровневым подходом сетевой уровень для решения своей задачи обращается к нижележащему канальному уровню. Весь путь через составную сеть разбивается на участки от одного маршрутизатора до другого, причем каждый участок соответствует пути через отдельную сеть.
Для того чтобы передать пакет через очередную сеть, сетевой уровень помещает его в поледанных кадра соответствующей канальной технологии, указывая в заголовке кадра канальный адрес интерфейса следующего маршрутизатора. Сеть, используя свою канальную технологию, доставляет кадр с инкапсулированным в него пакетом по заданному адресу. Маршрутизатор извлекает пакет из прибывшего кадра и после необходимой обработки передает пакет для дальнейшей транспортировки в следующую сеть, предварительно упаковав его в новый кадр канального уровня в общем случае другой технологии. Таким образом, сетевой уровень играет роль координатора, организующего совместную работу сетей, построенных на основе разных технологий.
ПРИМЕР-АНАЛОГИЯ
Можно найти аналогию между функционированием сетевого уровня и международной почтовой службы, такой, например, как DHL или TNT (рис. 3). Представим, что некоторый груз необходимо доставить из города Абра в город Кадабра, причем эти города расположены на разных континентах.
Для доставки груза международная почта использует услуги различных региональных перевозчиков: железную дорогу, морской транспорт, авиаперевозчиков, автомобильный транспорт. Эти перевозчики могут рассматриваться как аналоги сетей канального уровня, причем каждая «сеть» здесь построена на основе собственной технологии. Из этих региональных служб международная почтовая служба должна организовать единую слаженно работающую сеть. Для этого международная почтовая служба должна, во-первых, продумать маршрут перемещения почты, во-вторых, координировать работу в пунктах смены перевозчиков (например, выгружать почту из вагонов и размещать ее в транспортном отсеке самолета). Каждый же перевозчик ответственен трлько за перемещение почты по своей части пути и не несет никакой ответственности за состояние почты за его пределами.
В общем случае функции сетевого уровня шире, чем обеспечение обмена в пределах составной сети. Так, сетевой уровень решает задачу создания надежных и гибких барьеров на пути нежелательного трафика между сетями.
В заключение отметим, что на сетевом уровне определяются два вида протоколов. Первый вид — маршрутизируемые протоколы — реализуют продвижение пакетов через сеть. Именно эти протоколы обычно имеют в виду, когда говорят о протоколах сетевого уровня. Однако часто к сетевому уровню относят и другой вид протоколов, называемых маршрутизирующими протоколами, или протоколами маршрутизации. С помощью этих протоколов маршрутизаторы собирают информацию о топологии межсетевых соединений, на основании которой осуществляется выбор маршрута продвижения пакетов.
iptcp.net
Протоколы сетевого уровня - это... Что такое Протоколы сетевого уровня?
Протокол сетевого уровня (англ. Network layer) — протокол 3-его уровня сетевой модели OSI, предназначается для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.
В пределах семантики иерархического представления модели OSI Сетевой уровень отвечает на запросы обслуживания от Транспортного уровня и направляет запросы обслуживания на Канальный уровень.
Классификация
Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю и могут быть разделены на два класса: протоколы с установкой соединения и без него.
- Протоколы с установкой соединения начинают передачу данных с вызова или установки маршрута следования пакетов от источника к получателю. После чего начинают последовательную передачу данных и затем по окончании передачи разрывают связь.
- Протоколы без установки соединения посылают данные, содержащие полную адресную информацию в каждом пакете. Каждый пакет содержит адрес отправителя и получателя. Далее каждое промежуточное сетевое устройство считывает адресную информацию и принимает решение о маршрутизации данных. Письмо или пакет данных передается от одного промежуточного устройства к другому до тех пор, пока не будет доставлено получателю. Протоколы без установки соединения не гарантируют поступление информации получателю в том порядке, в котором она была отправлена, т.к. разные пакеты могут пройти разными маршрутами. За восстановления порядка данных при использовании сетевых протоколов без установки соединения отвечают транспортные протоколы.
Функции Сетевого уровня:
- модели соединения: с установкой соединения и без установки соединения
- адрес, присвоенный сетевому узлу
- продвижение данных
Отношение к модели TCP/IP
Модель TCP/IP описывает набор протоколов Интернета (RFC 1122). В эту модель входит уровень, который называется Межсетевым, расположенный над Канальным уровнем. Во многих учебниках и других вторичных источниках Межсетевой уровень часто соотносится с Сетевым уровнем модели OSI. Однако, это вводит в заблуждение при характеристике протоколов (т.е. является ли он протоколом с установкой соединения или без), расположение этих уровней различно в двух моделях. Межсетевой уровень TCP/IP — фактически только подмножество функциональных возможностей Сетевого уровня. Он только описывает один тип архитектуры сети, Интернета.
Вообще, прямых или строгих сравнений между этими моделями следует избегать, так как иерархическое представление в TCP/IP не является основным критерием сравнения и вообще, как полагают, «вредно» (RFC 3439).
Протоколы
- Open Systems Interconnection (OSI) Model
- IPv4/IPv6, Internet Protocol
- DVMRP, Distance Vector Multicast Routing Protocol
- ARP, Address Resolution Protocol
- ICMP, Internet Control Message Protocol
- IGMP, Internet Group Multicast Protocol
- PIM-SM, Protocol Independent Multicast Sparse Mode
- PIM-DM, Protocol Independent Multicast Dense Mode
- IPsec, Internet Protocol Security
- IPX, Internetwork Packet Exchange
- RIP, Routing Information Protocol
- DDP, Datagram Delivery Protocol
См. также
Источники
Ссылки
dic.academic.ru
Сетевой уровень - это... Что такое Сетевой уровень?
Сетевой уровеньСетевой уровень (англ. Network layer) — 3-й уровень сетевой модели OSI предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.
Протоколы сетевого уровня маршрутизируют данные от источника к получателю и могут быть разделены на два класса: протоколы с установкой соединения и без него.
Описать работу протоколов с установкой соединения можно на примере работы обычного телефона. Протоколы этого класса начинают передачу данных с вызова или установки маршрута следования пакетов от источника к получателю. После чего начинают последовательную передачу данных и затем по окончании передачи разрывают связь.
Протоколы без установки соединения, которые посылают данные, содержащие полную адресную информацию в каждом пакете, работают аналогично почтовой системе. Каждое письмо или пакет содержит адрес отправителя и получателя. Далее каждый промежуточный почтамт или сетевое устройство считывает адресную информацию и принимает решение о маршрутизации данных. Письмо или пакет данных передается от одного промежуточного устройства к другому до тех пор, пока не будет доставлено получателю. Протоколы без установки соединения не гарантируют поступление информации получателю в том порядке, в котором она была отправлена. За установку данных в соответствующем порядке при использовании сетевых протоколов без установки соединения отвечают транспортные протоколы.
Wikimedia Foundation. 2010.
- Сетевой медиаплейер высокого разрешения
- Сетевой эффект
Смотреть что такое "Сетевой уровень" в других словарях:
сетевой уровень — Уровень взаимосвязи открытых систем, обеспечивающий услуги по обмену данными между логическими объектами транспортного уровня, формирование пакетов данных и их маршрутизацию по сети. [ГОСТ 24402 88] сетевой уровень Третий уровень сетевой модели… … Справочник технического переводчика
Сетевой уровень — 27. Сетевой уровень Network layer Уровень взаимосвязи открытых систем, обеспечивающий услуги по обмену данными между логическими объектами транспортного уровня, формирование пакетов данных и их маршрутизацию по сети Источник: ГОСТ 24402 88:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Сетевой уровень — 1. Уровень взаимосвязи открытых систем, обеспечивающий услуги по обмену данными между логическими объектами транспортного уровня, формирование пакетов данных и их маршрутизацию по сети Употребляется в документе: ГОСТ 24402 88 Телеобработка данных … Телекоммуникационный словарь
уровень сети — сетевой уровень — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы сетевой уровень EN network level … Справочник технического переводчика
Уровень — в модели OSI набор структур и программ, обеспечивающих обработку определенного класса событий. Уровень выступает единицей декомпозиции совокупности функций, обеспечивающих информационное взаимодействие прикладных процессов. В модели OSI выделяют… … Финансовый словарь
уровень 3 — Сетевой уровень (Network layer) в модели OSI. Отвечает за адресацию и маршрутизацию при межсетевом обмене. [http://www.lexikon.ru/dict/net/index.html] Тематики сети вычислительные EN layer 3 … Справочник технического переводчика
Уровень представления — Сетевая модель OSI (базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, англ. Open Systems Interconnection Basic Reference Model) абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Представляет уровневый подход к… … Википедия
Уровень представления данных — Сетевая модель OSI (базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем, англ. Open Systems Interconnection Basic Reference Model) абстрактная сетевая модель для коммуникаций и разработки сетевых протоколов. Представляет уровневый подход к… … Википедия
Сетевой протокол — Сетевой протокол набор правил, позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и более включёнными в сеть устройствами. Разные протоколы зачастую описывают лишь разные стороны одного типа связи; взятые вместе, они образуют стек… … Википедия
Сетевой маркетинг — Не следует путать с Сетевой подход в маркетинге. Схема структуры сбыта в сетевом маркетинге. Уровень доходов зависит от суммарного уровня продаж дистрибьютора и нижележащих ветвей. Сетевой маркетинг (или многоуровневый маркетинг; … Википедия
med.academic.ru
