Иерархия протоколов вычислительной сети

Организация информационно-вычислительных сетей

Понятие "система" носит двойственный характер. С одной стороны, по общему опре-делению, система - это совокупность взаимодействующих элементов (компонентов), ап-паратных и/или программных. С другой стороны, система может выступать в качестве компонента другой, более сложной системы, которая, в свою очередь, может быть компонентом системы следующего уровня. В связи с этим нужно иметь представление об архитектуре систем и средств как внешнем их описании (reference model) с точки зрения того, кто ими пользуется.

Стек TCP/IP

За долгие годы использования в сетях различных стран и организаций стек TCP/IP накопил большое количество протоколов и сервисов прикладного уровня. К ним относятся такие широко используемые протоколы, как протокол копирования файлов FTP, протокол эмуляции терминала telnet, почтовый протокол SMTP, используемый в электронной почте сети Internet и ее российской ветви РЕЛКОМ, гипертекстовые сервисы доступа к удаленной информации, такие как WWW и многие другие. Некоторые из этих протоколов (например, SNMP, DNS) рассмотрены в разделе "Транспортная подсистема", поскольку они тесно связаны с рассматриваемыми в этом разделе вопросами.

Протокол пересылки файлов FTP (File Transfer Protocol) реализует удаленный доступ к файлу. Он может использоваться приложениями и пользователями для передачи файлов по сети. Для того, чтобы обеспечить надежную передачу, FTP использует в качестве транспорта протокол с установлением соединения - TCP. Однако кроме пересылки файлов, протокол FTP предлагает и другие услуги. Так пользователю предоставляется возможность интерактивной работы с удавленной машиной, например, он может распечатать содержимое ее каталогов. Кроме того, FTP позволяет пользователю указывать тип и формат запоминаемых данных. Наконец, FTP выполняет аутентификацию пользователей. Прежде, чем передать требуемый файл, в соответствии с протоколом пользователи должны сообщить свое имя и пароль.

Хотя FTP является наиболее общим протоколом передачи файлов в стеке TCP/IP, он является и самым сложным для программирования. Приложения, которым не требуются все возможности FTP, могут использовать другой, более экономичный протокол - простейший протокол пересылки файлов TFTP (Trivial File Transfer Protocol). Этот протокол реализует только передачу файлов, причем в качестве транспорта используется более простой, чем TCP, протокол без установления соединения - UDP.

Протокол telnet обеспечивает передачу потока байтов между процессами, а также между процессом и терминалом. Наиболее часто этот протокол используется для эмуляции терминала удаленной ЭВМ. Для обеспечения такой передачи в протоколе telnet терминалам предоставляется широкий спектр средств обслуживания.

Стек IРХ/SРХ

На прикладном уровне, а также на представительном и сеансовом уровнях, о которых речь пойдет далее, работают протоколы NCP и SAP. (Протокол SAP рассмотрен в разделе "Транспортная сеть", так как он во многом определяет особенности локальных сетей, использующих стек IPX/SPX.)

Протокол NCP (NetWare Core Protocol) является протоколом взаимодействия сервера NetWare и оболочки рабочей станции. Этот протокол прикладного уровня реализует архитектуру клиент-сервер на верхних уровнях модели OSI. С помощью функций этого протокола рабочая станция производит подключение к серверу, отображает каталоги сервера на локальные буквы дисководов, просматривает файловую систему сервера, копирует удаленные файлы, изменяет их атрибуты и т.п., а также осуществляет удаленную печать на принт-сервере. Протокол NCP является оригинальным протоколом сетей Novell и в других сетях не используется.

Cтeк NetBIOS/SMB

Протокол SMB, соответствующий прикладному и представительному уровням модели OSI. регламентирует взаимодействие рабочей станции с сервером. В функции SMB входят следующие операции:

• Управление сессиями. Создание и разрыв логического канала между рабочей станцией и сетевыми ресурсами файлового сервера.

• Файловый доступ. Рабочая станция может обратиться к файл-серверу с запросами на создание и удаление каталогов, создание, открытие и закрытие файлов, чтение и запись в файлы, переименование и удаление файлов, поиск файлов, получение и установку файловых атрибутов, блокирование записей.

• Сервис печати. Рабочая станция может ставить файлы в очередь для печати на сервере и получать информацию об очереди печати.

• Сервис сообщений. SMB поддерживает простую передачу сообщений со следующими функциями: послать простое сообщение; послать широковещательное сообщение; послать начало блока сообщений; послать текст блока сообщений; послать конец блока сообщений; переслать имя пользователя; отменить пересылку; получить имя машины.

Управление представлением данных. Представительный уровень управления передачей.

Взаимодействие с транспортной сетью ( передача команд и информации) может осуществлять не только программа пользователя, но и оператор, находящийся за терминалом абонентской машины.

Иерархия программной структуры вычислительной сети не только разделяет ее функционирование на квазинезависимые уровни, но она позволяет строить “деревья” сопряжения большого числа абонентов с одним физическим каналом.

Программы пользователей обмениваются с сетевыми элементами командами, которые позволяют активизировать порты, дают необходимые распоряжения транспортной сети и управляют потоками информации, передаваемой по логическим каналам.

Для создания удобного интерфейса транспортной сети через сетевые элементы с программами пользователей и освобождения их от необходимости написания сложных программ управления терминальными машинами, терминалами и физическими каналами фирмой IBM разработана система управления информацией пользователей (CICS), которую целесообразно привести в качестве удачного примера интерфейса транспортной сети в с программами пользователей.

Управление системой CICS осуществляется операционной системой машины. Со своей стороны система CICS управляет работой программ пользователя, давая им возможность связываться с терминалами и взаимодействовать с банками данных пользователей.

Представленный взгляд на архитектуру открытой системы обработки данных от-носится к одномашинным реализациям, включенным в сеть передачи данных для об-мена информацией. Понятно, что он может быть легко обобщен и на многопроцессорные системы с разде-лением функций, а также на РСОД. Поскольку здесь явно выделены компоненты, состав-ляющие систему, можно рассматривать интерфейсы взаимодействия этих компонентов на каждом из указанных уровней и интерфейсы взаимодействия между уровнями. Описания и реализации этих интерфейсов могут быть предметом рассмотрения только в пределах данной системы. Тогда свойства ее открытости проявят только на внешнем уровне.
Сети и системы передачи данных