Распределение протоколов по элементам сети

ивааа\ Концентратор Коммутатор Маршрутизатор Коммутатор Концентратор Щщ Рис. 4.17. Соответствие функций различных устройств сети уровням модели OSI

На рис. 4.17 показаны основные элементы компьютерной сети: конечные узлы — компьютеры и промежуточные узлы — коммутаторы и маршрутизаторы (для примера выбраны протоколы стека TCP/IP, как наиболее распространенного).

Из рисунка видно, что полный стек протоколов реализован только на конечных узлах, а промежуточные узлы поддерживают протоколы всех трех нижних уров­ней. Это объясняется тем, что коммуникационным устройствам для продвижения пакетов достаточно функциональности нижних трех уровней. Более того, ком­муникационное устройство может поддерживать только протоколы двух нижних уровней или даже одного физического уровня — это зависит от типа устройства.

Концентратор — это устройство, которое работает с потоком битов и поэтому ог­раничивается поддержкой протокола физического уровня.

Коммутаторы локальных сетей поддерживают протоколы двух нижних уровней, физического и канального, что дает им возможность работать в пределах стан­дартных топологий.

Маршрутизаторы должны поддерживать протоколы всех трех уровней, так как сетевой уровень нужен им для объединения сетей различных технологий, а про­токолы нижних уровней — для взаимодействия с конкретными сетями, образую­щими составную сеть, например Ethernet или Frame Relay.

Коммутаторы глобальных сетей (например, ATM), работающие на основе техно­логии виртуальных каналов, могут поддерживать как два уровня протоколов, так и три. Протокол сетевого уровня нужен им в том случае, если они поддерживают процедуры автоматического установления виртуальных каналов. Так как топо­логия глобальных сетей произвольная, без сетевого протокола в этом случае обойтись нельзя. Если же виртуальные соединения устанавливаются админист­раторами сети вручную, то коммутатору глобальной сети достаточно поддер­живать только протоколы физического и канального уровней, чтобы передавать данные по уже проложенным виртуальным каналам.

Компьютеры, на которых работают сетевые приложения, должны поддерживать протоколы всех уровней. Протоколы прикладного уровня, пользуясь сервисами протоколов уровня представления и сеансового уровня, предоставляют прило­жениям набор сетевых услуг в виде сетевого интерфейса API. Протокол транс­портного уровня также работает на всех конечных узлах. При передаче данных через сеть два модуля транспортного протокола, работающие на узле-отправите­ле и узле-получателе, взаимодействуют друг с другом для поддержания транс­портного сервиса нужного качества. Коммуникационные устройства сети пере­носят сообщения транспортного протокола прозрачным образом, не вникая в их содержание.

В компьютерах коммуникационные протоколы всех уровней (кроме физическо­го и части функций канального уровня) реализуются программно операционной системой или системными приложениями.

Конечные узлы сети (компьютеры и компьютеризованные устройства, напри­мер, мобильные телефоны) всегда предоставляют как информационные, так и транспортные услуги, а промежуточные узлы сети — только транспортные. Когда же мы говорим, что некоторая сеть предоставляет только транспортные услуги, то мы подразумеваем, что конечные узлы находятся за границей сети. Это обычно имеет место в обслуживающих клиентов коммерческих сетях.

Если же говорят, что сеть предоставляет также информационные услуги, то это значит, что компьютеры, предоставляющие эти услуги, включаются в состав сети. Примером является типичная ситуация, когда поставщик услуг Интернета поддерживает еще и собственные веб-серверы.