Соответствие популярных стеков протоколов модели OSI

На рис. 4.16 показано, в какой степени популярные стеки протоколов соответству­ют рекомендациям модели OSI. Как мы видим, часто это соответствие весьма ус­ловно. В большинстве случаев разработчики стеков отдавали предпочтение скоро­сти работы сети в ущерб модульности — ни один стек, кроме стека OSI, не разбит на семь уровней. Чаще всего в стеке явно выделяются 3-4 уровня: уровень сетевых адаптеров, в котором реализуются протоколы физического и канального уровней, сетевой уровень, транспортный уровень и уровень служб, вбирающий в себя функ­ции сеансового уровня, уровня представления и прикладного уровня.

Структура стеков протоколов часто не соответствует рекомендуемому моделью OSI разбиению на уровни и по другим причинам. Давайте вспомним, чем харак­теризуется идеальная многоуровневая декомпозиция. С одной стороны, необхо­димо соблюсти принцип иерархии: каждый вышележащий уровень обращается с запросами только к нижележащему, а нижележащий предоставляет свои сер­висы только непосредственно соседствующему с ним вышележащему. В стеках протоколов это приводит к тому, что PDU вышележащего уровня всегда инкап­сулируется в PDU нижележащего.

С другой же стороны, идеальная многоуровневая декомпозиция предполагает, что все модули, отнесенные к одному уровню, ответственны за решение общей для всех них задачи. Однако эти требования часто вступают в противоречие. На­пример, основной функцией протоколов сетевого уровня стека TCP/IP (так же как и сетевого уровня OSI) является обеспечение передачи пакетов через состав­ную сеть. Для решения этой задачи в стеке TCP/IP предусмотрено несколько протоколов: протокол продвижения IP-пакетов и протоколы маршрутизации RIP, OSPF и др. Если считать признаком принадлежности к одному и тому же уров­ню общность решаемых задач, то, очевидно, протокол IP и протоколы маршрути­зации должны быть отнесены к одному уровню. Вместе с тем, если принять во внимание, что сообщения протокола RIP инкапсулируются в дейтаграммы UDP, а сообщения протокола OSPF — в IP-пакеты, то, следуя формально принципу иерархической организации стека, OSPF следовало бы отнести к транспортному, a RIP — к прикладному уровню. На практике же протоколы маршрутизации обычно включают в сетевой уровень.

Информационные и транспортные услуги

Список ключевых слов: транспортные услуги, информационные услуги, базы данных, файловые архивы, веб-сервис, электронная почта, инфокоммуникационная сеть, пользовательский слой, слой управления, слой менеджмента, сетевые приложения, интерфейс API, коммуникационные устройства, концентратор, коммутатор, маршрутизатор.

Услуги компьютерной сети можно разделить на две категории:

□ транспортные услуги;

□ информационные услуги.

Транспортные услуги состоят в передаче информации между пользователями се­ти в неизменном виде. При этом сеть принимает информацию от пользователя на одном из своих интерфейсов, передает ее через промежуточные коммутаторы и выдает другому пользователю через другой интерфейс. При оказании транс­портных услуг сеть не вносит никаких изменений в передаваемую информацию, передавая ее получателю в том виде, в котором она поступила в сеть от отправи­теля. Примером транспортной услуги глобальных сетей является объединение ло­кальных сетей клиентов.

Информационные услуги состоят в предоставлении пользователю некоторой новой информации. Информационная услуга всегда связана с операциями по об­работке информации: хранению ее в некотором упорядоченном виде (файловая система, база данных), поиску нужной информации и преобразованию информа­ции. Информационные услуги существовали и до появления первых компьютер­ных сетей, например, справочные услуги телефонной сети. С появлением компью­теров информационные услуги пережили революцию, так как компьютер и был изобретен для автоматической программной обработки информации. Для оказа­ния информационных услуг применяются различные информационные техноло­гии: программирование, базы данных, файловые архивы, веб-сервис, электрон­ная почта.

В телекоммуникационных сетях «докомпьютерной» эры всегда преобладали транспортные услуги. Основной услугой телефонной сети всегда была передача голосового трафика между абонентами, в то время как справочные услуги были дополнительными. В компьютерных сетях одинаково важны обе категории ус­луг. Эта особенность компьютерных сетей сегодня отражается на названии ново­го поколения телекоммуникационных сетей, которые появляются в результате конвергенции сетей различных типов. Такие сети все чаще стали называть ин- фокоммуникационными. Это название пока не стало общеупотребительным, но оно хорошо отражает новые тенденции, включая обе составляющие услуг на рав­ных правах.

Деление услуг компьютерных сетей на две категории проявляется во многих ас­пектах. Существует, например, четкое деление специалистов в области компью­терных сетей на специалистов информационных технологий и сетевых специа­листов. К первой категории относятся программисты, разработчики баз данных, администраторы операционных систем, веб-дизайнеры, словом все те, кто имеет дело с разработкой и обслуживанием программного и аппаратного обеспечения компьютеров. Вторая категория специалистов занимается транспортными про­блемами сети. Эти специалисты имеют дело с каналами связи и коммуникацион­ным оборудованием, таким как коммутаторы, маршрутизаторы и концентраторы. Они решают проблемы выбора топологии сети, выбора маршрутов для потоков трафика, определения требуемой пропускной способности каналов связи и ком­муникационных устройств и другие проблемы, связанные только с передачей трафика через сеть.

Безусловно, каждой категории специалистов необходимо знать проблемы и ме­тоды смежной области. Специалисты, занимающиеся разработкой распределен­ных приложений, должны представлять, какие транспортные услуги они могут получить от сети для организации взаимодействия отдельных частей своих при­ложений. Например, программист должен понимать, какая из двух предлагае­мых стеком TCP/IP транспортных услуг, реализуемых протоколами TCP и UDP, подходит наилучшим образом его приложению. Аналогично, разработчики транс­портных средств сети при передаче трафика должны стремиться максимально учитывать требования приложений.

Тем не менее специализация в области информационных технологий сохраняет­ся, отражая двойственное назначение компьютерных сетей. Деление услуг сети на транспортные и информационные сказывается и на организации стека прото­колов, а также на распределении протоколов различных уровней по элементам сети.