Клиент-серверная архитектура TCP/IP

В качестве примера рассмотрим два компьютера, находящиеся в одной локальной сети, которые осуществляют обмен файлами с помощью протокола FTP. На прикладном уровне это взаимодействие клиент-сервер, под сервером (server) понимается та сторона которая предоставляет партнеру (peer) определенные услуги. Такое распределение характерно для большинства сетевых приложений. Протокол прикладного уровня реализуется пользовательским процессом, ниже расположенные уровни поддерживаются ядром операционной системы.

29. Основные элементы организации связи в сетях передачи данных.

Основными элементами этих сетей являются коммутаторы (switch) и маршрутизаторы (router).

Коммутатор – это устройство, работающее на канальном уровне, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Любой узел, подключенный к одному из портов коммутатора, может взаимодействовать с другими узлами, подключенными к другим его портам. Для однозначной идентификации узлов используется MAC (Media Access Control)- адресация. MAC-адрес позволяет уникально идентифицировать каждый узел сети (сетевой адаптер) и доставлять данные только этому узлу.

Каждый порт коммутатора предоставляет выделенную полосу пропускания для подключенного к нему устройства. Порт соединяется с другим портом, что позволяет двум устройствам создать соединение точка- точка. Коммутатор применяет полнодуплексную связь, одна пара проводов в нем используется для отправки, а другая – для приема. Процесс работы коммутатора начинается с динамического заполнения таблицы коммутации [Forwarding DataBase], связывающей номера портов коммутатора с МАС-адресами подключенных к ним устройств. С целью наблюдения за состоянием устройств подключенных к коммутатору для каждой записи указывается время старения. В случае нового обращения к устройству время обновляется, если за все время обращений не было запись удаляется из таблицы. Помимо динамического заполнения FDB возможен статический вариант, в этом случае записи вносятся администратором и время старения не указывается.

Анализ IP адреса

Коммутатор предназначен для подключения узлов локальной сети. Маршрутизатор отвечает за подключение одной локальной сети к другой. Если коммутатор анализирует МАС- адрес в заголовке кадра Ethernet, то маршрутизатор работает с пакетом сетевого уровня, а именно с IP-адресом.

Маршрутизатор

Маршрутизаторы работают на Сетевом уровне модели OSI. Это значит, что они могут переадресовывать и маршрутизировать пакеты через множество сетей, обмениваясь информацией между раздельными сетями. Маршрутизаторам доступно больше информации, чем коммутаторам, и они используют ее для оптимизации доставки пакетов. Маршрутизаторы могут совместно использовать данные о состоянии маршрутов и, основываясь на этой информации, обходить медленные или неисправные каналы связи. Маршрутизатор может фильтровать трафик на основе списков контроля доступа (ACL - Access control list), при необходимости, фрагментировать пакеты. ACL определяет, кто или что может получать доступ к конкретному объекту, и какие именно операции разрешено или запрещено этому субъекту проводить над объектом. Маршрутизатор получает информацию о маршрутах и изменениях в сети с помощью протоколов маршрутизации прикладного уровня (RIP, BGP, OSPF и т.п.). Эти протоколы сообщают маршрутизатору об изменении маршрутов (отключении каналов, перегрузках), а также уведомляют о других, более экономичных, маршрутах. С помощью этих протоколов обновляются таблицы маршрутизации и передаются сообщения о возникновении у маршрутизатора проблем или его отключении.

30. Эволюция устройств локальной сети. Принципы работы коммутатора.