Tinklo sluoksnis: tipai ir jo projektavimo problemos

Tinklo sluoksnis: tipai ir jo projektavimo problemos

Viso informatikos mokslo srityje taikomas požiūris Tinklas Sluoksnis padeda žinoti apie sukaustytą tinklo sąveiką. Yra daugelio tinklo sluoksnių ekspozicija, tačiau vienas gerai žinomas modelis yra OSI metodas su 7 sluoksniais. OSI (Open System Interconnection) modelis apibūdina aiškų duomenų perdavimo vaizdą naudojant standartinius protokolus. Bet ką būtent šie septyni sluoksniai atlieka? Šioje tinklo sistemoje apatiniai sluoksniai (1–4) daugiausia dirba perduodant duomenis, o viršutiniai (5–7) - programos lygio duomenis. Kiekvienas sluoksnis siunčiamas su atitinkamomis užduotimis ir perduoda informaciją į kitą sluoksnį. Šiame straipsnyje aptarsime tinklo sluoksnio sampratą, funkcijas, klausimus, protokolai ir paslaugos.



Kas yra tinklo sluoksnis?

Tinklo sluoksnis yra atsakingas už valdymą potinklis spektaklis. Šis sluoksnis yra labiau orientuotas į duomenų perdavimo, maršruto parinkimo ir perjungimo technologijų, paketų persiuntimo ir sekos nustatymo, klaidų valdymo, loginių maršrutų kūrimo ir perkrovos valdymo operacijų valdymą.


Tinklo sluoksnių tipai

Bendras visų septynių OSI tinklo modelio sluoksnių našumas daro tai plačiausiai įgyvendinamu požiūriu visose programose.





OSI požiūris

OSI požiūris

Žemiau pateiktoje sesijoje aprašoma kiekvieno sluoksnio funkcija:



1). Programos sluoksnis

Jis palaiko visas žmonių ir kompiuterių sąveikas ir vietas, kur programa gali turėti prieigą prie tinklo veiklos. Tai reiškia, kad programų lygmuo siūlo tokias paslaugas kaip el. Paštas, tinklo programinė įranga ir failų perdavimas. OSI modelyje šis sluoksnis turi ryšio protokolus ir sąsajų metodus, naudojamus procesų procesams palaikyti per IP. Šis sluoksnis tiesiog standartizuoja ryšį ir, remdamasis žemiau esančiu transporto lygiu, administruoja keitimąsi informacija ir nustato duomenų perdavimo maršrutus iš kompiuterio į kompiuterį.

2). Pristatymo sluoksnis

Čia informacija palaikoma tinkamu formatu, o čia vyksta duomenų funkcionalumas šifravimas . Pateikimo sluoksnis perduoda informaciją modelyje, kurią programos sluoksnis priima. Kai kuriais atvejais šis sluoksnis vadinamas sintaksės sluoksniu. Šis sluoksnis užtikrina, kad programos sluoksnio vienoje sistemoje pateiktus duomenis galėtų iššifruoti kitos sistemos programų sluoksnis.


3). Seanso sluoksnis

Dirba dėl ryšių funkcionalumo ir yra atsakingas už įvairių sesijų ir prievadų valdymą. Sesijos sluoksnis koordinuoja ir baigia pokalbius, diskusijas tarp programų ir mainus.

4). Transporto sluoksnis

Šis sluoksnis atlieka duomenų perdavimo veiklą per protokolus, susidedančius iš UDP ir TCP. Jis perduoda informaciją pagrindinėse ir galinėse sistemose. Tvarko klaidų atkūrimą nuo galo iki pabaigos ir srauto reguliavimą. Transporto sluoksnis teikia tokias paslaugas kaip srauto valdymas, multipleksavimas, į ryšį orientuotas ryšys ir netgi valdo nuoseklumą. Šis sluoksnis prisiima atsakomybę už informacijos pateikimą tiksliam programos procesui per pagrindinius kompiuterius. Jis taip pat turi statistinį tankinimą, kai tai susiję su duomenų segmentavimu, pridėjus šaltinio ir paskirties uosto ID transporto sluoksnio antraštėje.

5). Tinklo sluoksnis

Jis nusprendžia fizinio kelio, kurį reikia perduoti, adresą. Šis sluoksnis yra labiau orientuotas į duomenų perdavimo, maršruto parinkimo ir perjungimo technologijų, paketų persiuntimo ir sekos nustatymo, klaidų valdymo, loginių maršrutų sukūrimo ir perkrovos valdymo operacijų valdymą.

6). Duomenų ryšio sluoksnis

Šis sluoksnis veikia vykdant duomenų paketų šifravimą ir iššifravimą. Čia pateikiama informacija apie perdavimo protokolą ir valdomos klaidos, atsirandančios fiziniame sluoksnyje, srauto reguliavimas ir kadrų sinchronizavimas. Šis sluoksnis teikia tokias paslaugas kaip duomenų paketų rėminimas, kadrų sinchronizavimas, fizinis adresavimas, saugojimas ir persiuntimas ir daugelis kitų.

7). Fizinis sluoksnis

Perduoda neapdorotą informaciją per fizinę terpę. Fizinis sluoksnis suteikia mechaninę, procedūrinę ir elektrinę perdavimo terpės sąsają. Jame netgi aprašomi transliacijos dažniai, elektros jungčių savybės ir kiti žemo lygio veiksniai.

Tinklo sluoksnio funkcijos

Aiškiai apibūdinkime aukščiau pateiktas terminologijas, kurias atlieka tinklo sluoksnis:

  • Kreipimasis - Kadro antraštėje išlieka tiek šaltinio, tiek paskirties adresai. Tinklo sluoksnis atlieka adresavimą, norėdamas sužinoti konkrečius tinklo įrenginius.
  • Paketavimas - Tinklo sluoksnis konvertuoja paketus, gautus iš jo viršutinio sluoksnio. Šią funkciją įgyvendina interneto protokolas (IP).
  • Maršrutai - Laikomas pagrindiniu funkcionalumu, tinklo sluoksnis pasirenka geriausią duomenų perdavimo kelią nuo šaltinio taško iki tikslo.
  • Darbas internete - Internetinis darbas užtikrina loginį ryšį keliuose įrenginiuose.

Tinklo sluoksnio projektavimo problemos

Tinklo sluoksnyje iškyla tam tikrų dizaino problemų ir jas galima apibūdinti taip:

1). „Store-and-forward“ paketų perjungimas

Čia svarbiausi elementai yra vežėjo įranga (ryšys tarp maršrutizatorių perdavimo linijomis) ir kliento įranga.

„Store-and-forward“ paketų perjungimas

parduotuvių ir tolesnių paketų perjungimas

  • H1 turi tiesioginį ryšį su nešlio maršrutizatoriumi „A“, o H2 yra prijungtas prie nešlio maršrutizatoriaus „F“ LAN ryšiu.
  • Vienas iš nešlio maršrutizatoriaus „F“ yra nukreiptas už vežėjo įrangos ribų, nes jis nepatenka į laikiklį, nors laikomas protokolais, programine įranga ir konstrukcija.
  • Šis perjungimo tinklas veikia, kai duomenų perdavimas įvyksta, kai pagrindinis kompiuteris (H1) su paketu perduoda jį netoliese esančiam maršrutizatoriui per LAN (arba) tiesioginis ryšys su nešikliu. Vežėjas saugo paketą, kol jis visiškai atkeliauja, taip patvirtindamas kontrolinę sumą.
  • Tada po to paketas perduodamas keliu, kol pasiekiamas H2.

2). Transporto sluoksniui teikiamos paslaugos

Per tinklo / transporto sluoksnio sąsają tinklo sluoksnis teikia savo paslaugas transporto lygiui. Gali kilti klausimas, kokio tipo paslaugas teikia tinklo sluoksnis?

Taigi, mes eisime su ta pačia užklausa ir išsiaiškinsime siūlomas paslaugas.

Tinklo lygmens siūlomos paslaugos yra išdėstytos atsižvelgiant į keletą tikslų. Jie yra:

  • Siūlomos paslaugos neturi priklausyti nuo maršrutizatoriaus technologijos
  • Transporto sluoksnis turi būti apsaugotas nuo turimų maršrutizatorių tipo, skaičiaus ir topologijos.
  • Tinklo adresas transporto lygiui turi atitikti nuoseklų numeracijos scenarijų, taip pat ir LAN bei WAN ryšiuose.

Pastaba: Toliau ateina scenarijus, orientuotas į ryšį arba be ryšio

Čia galimi du grupavimai pagal siūlomas paslaugas.

Be ryšio - Čia paketų nukreipimas ir įterpimas į potinklį atliekamas atskirai. Papildomos sąrankos atlikti nereikia

Orientuotas į ryšį - Potinklis turi pasiūlyti patikimą aptarnavimą, o visi paketai perduodami vienu maršrutu.

3). „Connectionless Service“ diegimas

Šiuo atveju paketai vadinami datagrammomis, o atitinkamas potinklis - datagramo potinkliu. Maršrutizavimas datagramo potinklyje yra toks:

Datagramo potinklis

datagramo potinklis

Tiesos lentelė

tiesos lentelė

Kai pranešimo dydis, kurį reikia perduoti, yra keturis kartus didesnis už paketo dydį, tada tinklo sluoksnis padalijamas į 4 paketus ir tada per kelis protokolus kiekvieną paketą perduoda maršrutizatoriui „A“. Kiekvienam maršrutizatoriui pateikiama maršruto lentelė, kurioje jis nusprendžia paskirties taškus.
Aukščiau pateiktame paveikslėlyje akivaizdu, kad paketus iš „A“ reikia perduoti B arba C, net jei paskirties vieta yra „F“. „A“ maršruto lentelė yra aiškiai išdėstyta aukščiau.

4 paketo atveju paketas iš „A“ nukreipiamas į „B“, net paskirties mazgas yra „F“. „A“ paketas pasirenka perduoti 4 paketą kitu keliu nei trys pradiniai. Taip gali nutikti dėl eismo spūsčių ACE kelyje. Taigi

4). Į ryšį orientuotos paslaugos įgyvendinimas

Čia virtualaus potinklyje veikia į ryšį orientuotos paslaugos funkcionalumas. Virtualus potinklis atlieka kiekvieno paketo perdavimo naujo kelio išvengimo operaciją. Kai tai užmezga ryšį, pasirenkamas ir palaikomas maršrutas nuo šaltinio mazgo iki paskirties mazgo lentelėse. Šis maršrutas atlieka savo eismo spūstį.

Tuo metu, kai ryšys atleidžiamas, virtualus potinklis taip pat atmetamas. Šioje paslaugoje kiekvienas paketas turi savo identifikatorių, nurodantį tikslų virtualiosios grandinės adresą. Žemiau pateiktoje diagramoje parodyta maršruto algoritmas virtualiame potinklyje.

Į ryšį orientuotos paslaugos įgyvendinimas

Į ryšį orientuotos paslaugos įgyvendinimas

Tinklo sluoksnio maršruto parinkimo protokolai

Tinklo maršrutų protokolai yra įvairių tipų. Visi protokolai aprašyti žemiau:

1). Maršruto informacijos protokolas

Šis protokolas daugiausia įgyvendinamas LAN ir WAN tinkluose. Čia jis klasifikuojamas kaip vidinis vartų protokolas, naudojamas naudojant atstumo-vektoriaus algoritmą.

2). Interjero vartų maršruto parinkimo protokolas

Šis protokolas naudojamas vidinei informacijai nukreipti į nepriklausomą sistemą. Pagrindinis šio protokolo tikslas yra panaikinti RIP apribojimus sudėtinguose tinkluose. Jis netgi valdo įvairią kiekvieno kelio metriką, nuoseklumą, pralaidumą ir vėlavimo apkrovą. Didžiausias šuolis yra 255, o maršruto atnaujinimai perduodami 90 sekundžių greičiu.

3). Pirmiausia atidarykite trumpiausią kelią

Tai laikoma aktyviu maršruto parinkimo protokolu, dažniausiai naudojamu interneto protokoluose. Visų pirma, tai yra ryšio būsenos maršruto parinkimo protokolas ir jis pereina į vidaus vartų protokolo klasifikaciją.

4). Išorinių vartų protokolas

Geriausias maršruto protokolas, pasirinktas internetinei veiklai, yra išorinio šliuzo protokolas. Jis turi skirtingą scenarijų, palyginti su kelio ir atstumo vektoriaus protokolais. Šis protokolas atitinka topologiją kaip ir medis.

5). Patobulintas vidaus vartų maršrutų protokolas

Būtent atstumo ir vektoriaus maršruto parinkimo protokolas, tobulinantis optimizavimą, mažinant maršruto nestabilumą, įvyksta pakeitus topologiją, be to, naudojamas pralaidumas ir apdorojimo galimybės. Apskritai optimizavimas priklauso nuo DUAL SRI darbo, kuris užtikrina procesą be ciklo ir suteikia galimybę greitai susikurti.

6). Pasienio vartų protokolas

Šis protokolas yra atsakingas už interneto protokolo tinklų, valdančių tinklo artėjimo galimybes tarp AS, lentelės priežiūrą. Tai suformuluota kelio vektoriaus protokolo forma. Čia bendroji IGP metrika nėra įgyvendinama, tačiau ji priimama atsižvelgiant į kelią ir tinklo taisykles.

7). Tarpinė sistema tarp tarpinės sistemos

Tai dažniausiai naudoja tinklo įrenginiai, kur jis nusprendžia geriausią datagramo perdavimo būdą, o šis scenarijus vadinamas maršrutu.

Tinklo sluoksnio paslaugos

Tinklo sluoksnis teikia paslaugas, leidžiančias galutiniams įrenginiams keistis informacija visame tinkle. Norėdami tai pasiekti, ji naudojasi keturiais procesais, kur jie yra

  • Kreipimasis į galutinius įrenginius
  • Inkapsuliacija
  • Maršrutai
  • Dekapsuliacija

Su visais maršruto parinkimo protokolais, tipais, paslaugomis ir kitomis sistemomis tinklo sluoksnis yra puikus palaikymas OSI modeliui. Tinklo sluoksnio funkcionalumas yra kiekviename maršrutizatoriuje. Bendrieji protokolai, susiję su tinklo sluoksniu, yra Interneto protokolas ir „Netware IPX / SPX“. Kadangi tinklo sluoksnį įgyvendino daugelis organizacijų, sužinokite daugiau apie tai, su kokiais metodais susijęs tinklo sluoksnis?