Het doel van de applicatielaag. Open Systems Interconnection (OSI)-model

Dit model is in 1984 ontwikkeld door de International Standard Organization (ISO) en heet oorspronkelijk Open Systems Interconnection, OSI.
Het open-systeeminteractiemodel (in feite het netwerkinteractiemodel) is een standaard voor het ontwerpen van netwerkcommunicatie en omvat een gelaagde benadering voor het bouwen van netwerken.
Elk niveau van het model bedient verschillende stadia van het interactieproces. Door gelaagdheid maakt het OSI-netwerkmodel het gemakkelijker voor hardware en software om samen te werken. Het OSI-model verdeelt netwerkfuncties in zeven lagen: applicatie, presentatie, sessie, transport, netwerk, link en fysiek.

• Fysieke laag(Fysieke laag) - definieert hoe de computers op het netwerk fysiek zijn verbonden. De functies van de middelen die betrekking hebben op dit niveau zijn de bit-voor-bit omzetting van digitale gegevens in signalen die via een fysiek medium (bijvoorbeeld via een kabel) worden verzonden, evenals de eigenlijke signaaloverdracht.
• Link laag(Data Link-laag) - is verantwoordelijk voor het organiseren van de overdracht van gegevens tussen abonnees via de fysieke laag, daarom biedt deze laag adresseringstools waarmee u de afzender en ontvanger op unieke wijze kunt identificeren in de hele set abonnees die is aangesloten op de gemeenschappelijke communicatielijn . De functies van dit niveau omvatten ook het bestellen van verzending om één communicatielijn parallel te gebruiken door meerdere paren abonnees. Bovendien biedt de datalinklaag een foutcontrole die kan optreden tijdens datatransmissie door de fysieke laag.
• netwerklaag(Netwerklaag) - biedt gegevenslevering tussen computers in een netwerk, dat een associatie is van verschillende fysieke netwerken. Dit niveau veronderstelt de beschikbaarheid van logische adresseringstools waarmee u een computer op unieke wijze in het internetwerk kunt identificeren. Een van de belangrijkste functies van dit niveau is de doelgerichte overdracht van gegevens aan een specifieke ontvanger.
• transport laag(Transportlaag) - implementeert de overdracht van gegevens tussen twee programma's die op verschillende computers worden uitgevoerd, terwijl ervoor wordt gezorgd dat er geen verlies en duplicatie van informatie is die kan optreden als gevolg van transmissiefouten van lagere niveaus. Als de gegevens die door de transportlaag worden verzonden, gefragmenteerd zijn, dan garanderen de middelen van deze laag dat de fragmenten in de juiste volgorde worden samengesteld.
• Sessie (of sessie) niveau(Sessielaag) - hiermee kunnen twee programma's langdurige interactie over het netwerk onderhouden, een sessie (sessie) of sessie genoemd. Deze laag regelt het tot stand brengen van sessies, communicatie en sessiebeëindiging. Het is ook verantwoordelijk voor authenticatie, waardoor alleen bepaalde abonnees kunnen deelnemen aan een sessie, en biedt beveiligingsdiensten om de toegang tot sessie-informatie te stroomlijnen.
• Presentatie laag(Presentatielaag) - voert een tussentijdse conversie uit van de gegevens van het uitgaande bericht naar een gemeenschappelijk formaat, dat wordt verschaft door middel van lagere niveaus, evenals de omgekeerde transformatie van inkomende gegevens van een gemeenschappelijk formaat naar een formaat dat begrijpelijk is voor de programma ontvangen.
• Toepassingslaag(Applicatielaag) - biedt netwerkfuncties op hoog niveau, zoals bestandsoverdracht, verzenden van e-mailberichten, enz.

OSI-model in gewone taal

netwerk modellen. Deel 1. OSI.

OSI-netwerkreferentiemodel

Zoals hierboven vermeld, is het netwerkmodel een model voor de interactie van netwerkprotocollen (standaarden), en elk niveau heeft zijn eigen protocollen. Het is een saai proces om ze op te sommen (en er is niets aan te doen), dus het is beter om alles te analyseren met een voorbeeld, omdat de verteerbaarheid van het materiaal met voorbeelden veel hoger is;)

Toepassingslaag

Uitvoerend niveau

sessielaag

transport laag

netwerklaag

Link laag

Fysieke laag

Conclusie

En nogmaals hallo, beste vrienden, vandaag zullen we uitzoeken wat het OSI-netwerkmodel is, waarom het in feite de bedoeling is.

Zoals u waarschijnlijk al begrijpt, zijn moderne netwerken zeer, zeer complex, er vinden veel verschillende processen in plaats, honderden acties worden uitgevoerd. Om het proces van het beschrijven van deze verscheidenheid aan netwerkfuncties te vereenvoudigen (en, belangrijker nog, om het proces van verdere ontwikkeling van deze functies te vereenvoudigen), is getracht deze te structureren. Als resultaat van structurering zijn alle functies die door een computernetwerk worden uitgevoerd, verdeeld in verschillende niveaus, die elk slechts verantwoordelijk zijn voor een specifiek, zeer gespecialiseerd takenpakket. Hierbij kan het netwerkmodel worden vergeleken met de structuur van een bedrijf. Het bedrijf is opgedeeld in afdelingen. Elke afdeling voert zijn functies uit, maar staat tijdens het werk in contact met andere afdelingen.

Scheiding van functies met behulp van het netwerkmodel

Interactie tussen lagen van het OSI-netwerkmodel

Werk aan enkele lagen van het OSI-netwerkmodel

Communicatie van twee systemen vanuit de positie van het OSI-model

Demonstratie van het principe van inkapseling

Lagen van het open systemen interactiemodel

De applicatielaag is het punt waarlangs applicaties communiceren met het netwerk (het toegangspunt tot het OSI-model). Met deze laag van het OSI-model worden de volgende taken uitgevoerd: netwerkbeheer, systeembezetbeheer, beheer van bestandsoverdracht, gebruikersidentificatie door hun wachtwoorden. Voorbeelden van protocollen van dit niveau zijn: HTTP, SMTP, RDP, etc. Heel vaak voeren applicatielaagprotocollen tegelijkertijd de functies uit van presentatie- en sessielaagprotocollen.

Dit niveau is verantwoordelijk voor het gegevenspresentatieformaat. Het converteert grofweg de van de applicatielaag ontvangen gegevens naar een formaat dat geschikt is voor verzending via het netwerk (en voert dienovereenkomstig de omgekeerde bewerking uit door informatie die van het netwerk wordt ontvangen om te zetten in een formaat dat geschikt is voor verwerking door toepassingen).

Op dit niveau vindt het opzetten, onderhouden en beheren van een communicatiesessie tussen twee systemen plaats. Het is dit niveau dat verantwoordelijk is voor het onderhouden van de communicatie tussen systemen gedurende de gehele periode waarin ze op elkaar inwerken.

De protocollen van deze laag van het OSI-netwerkmodel zijn verantwoordelijk voor de overdracht van gegevens van het ene systeem naar het andere. Op dit niveau worden grote datablokken verdeeld in kleinere blokken die geschikt zijn voor verwerking door de netwerklaag (zeer kleine datablokken worden gecombineerd tot grotere), deze blokken worden op de juiste manier gemarkeerd voor hun latere herstel aan de ontvangende kant. Wanneer de juiste protocollen worden gebruikt, kan deze laag ook controle bieden over de levering van netwerklaagpakketten. Het gegevensblok waarop een bepaalde laag actief is, wordt gewoonlijk een segment genoemd. Voorbeelden van protocollen van dit niveau zijn: TCP, UDP, SPX, ATP, etc.

Deze laag is verantwoordelijk voor het routeren (bepalen van de beste routes van het ene systeem naar het andere) datablokken van deze laag. Het gegevensblok op dit niveau wordt gewoonlijk een pakket genoemd. Ook is dit niveau verantwoordelijk voor de logische adressering van systemen (dezelfde IP-adressen), op basis waarvan routering plaatsvindt. De protocollen van dit niveau omvatten: IP, IPX, enz., apparaten die op dit niveau werken, zijn routers.

Deze laag is verantwoordelijk voor de fysieke adressering van netwerkapparaten (MAC-adressen), mediatoegangscontrole en foutcorrectie door de fysieke laag. Het gegevensblok dat in de datalinklaag wordt gebruikt, wordt een frame genoemd. Dit niveau omvat de volgende apparaten: schakelaars (niet alle), bruggen, enz. Een typische technologie die deze laag gebruikt, is Ethernet.

Voert de overdracht van optische of elektrische impulsen uit over het geselecteerde overdrachtsmedium. De apparaten van dit niveau bevatten allerlei soorten repeaters en hubs.

Net als in elk ander kennisgebied zijn er in netwerkwetenschap twee fundamentele benaderingen van leren: van het algemene naar het bijzondere en vice versa. Welnu, het is niet zo dat mensen deze benaderingen in hun pure vorm in het leven gebruiken, maar toch kiest elke student in de beginfase een van de bovenstaande richtingen voor zichzelf. Voor hoger onderwijs (tenminste (post) Sovjetmodel) is de eerste methode meer typisch, voor zelfstudie meestal de tweede: een persoon die aan het netwerk werkte, loste van tijd tot tijd kleine administratieve taken van een enkele gebruiker op , en plotseling wilde hij erachter komen - maar hoe, eigenlijk is al deze onzin geregeld?

Maar het doel van dit artikel is niet een filosofische discussie over de methodologie van lesgeven. Ik wil beginnende netwerkers onder de aandacht brengen dat: algemeen en vooral, van waaruit je, als van een kachel, kunt dansen op de meest chique privéwinkels. Door het zevenlaagse OSI-model te begrijpen en de lagen ervan te "herkennen" in de technologieën die u al kent, kunt u gemakkelijk verder gaan in elke richting van de netwerkindustrie die u kiest. Het OSI-model is het raamwerk waaraan nieuwe kennis over netwerken wordt opgehangen.

Dit model wordt op de een of andere manier genoemd in bijna elke moderne literatuur over netwerken, evenals in veel specificaties van specifieke protocollen en technologieën. Zonder de behoefte te voelen het wiel opnieuw uit te vinden, besloot ik fragmenten uit het werk van N. Olifer, V. Olifer (Center for Information Technology) te publiceren, getiteld "The role of communication protocols and the functional purpose of the main types of corporate network equipment ”, die ik beschouw als de beste en meest uitgebreide publicatie over dit onderwerp.

hoofdredacteur

model-

Alleen omdat een protocol een overeenkomst is tussen twee op elkaar inwerkende entiteiten, in dit geval twee computers die op een netwerk draaien, volgt hier niet noodzakelijkerwijs uit dat het een standaard is. Maar in de praktijk gebruiken ze bij het implementeren van netwerken meestal standaardprotocollen. Dit kunnen bedrijfs-, nationale of internationale normen zijn.

De International Standards Organization (ISO) heeft een model ontwikkeld dat duidelijk de verschillende niveaus van systeeminteractie definieert, ze standaardnamen geeft en specificeert welk werk elk niveau moet doen. Dit model wordt het Open System Interconnection (OSI)-model of het ISO/OSI-model genoemd.

Het OSI-model verdeelt de communicatie in zeven niveaus of lagen (Figuur 1.1). Elk niveau behandelt een specifiek aspect van interactie. Het interactieprobleem wordt dus ontleed in 7 specifieke problemen, die elk onafhankelijk van de andere kunnen worden opgelost. Elke laag onderhoudt interfaces met hogere en lagere lagen.

Rijst. 1.1. ISO/OSI-interoperabiliteitsmodel voor open systemen

Het OSI-model beschrijft alleen systeembrede interactiemiddelen, niet eindgebruikerstoepassingen. Applicaties implementeren hun eigen communicatieprotocollen door toegang te krijgen tot systeemfaciliteiten. Houd er rekening mee dat een toepassing de functies van sommige van de bovenste lagen van het OSI-model kan overnemen, in welk geval het, indien nodig, toegang heeft tot systeemtools die de functies van de resterende onderste lagen van het OSI-model uitvoeren wanneer onderlinge samenwerking vereist.

Een eindgebruikerstoepassing kan systeemcommunicatietools gebruiken, niet alleen om een ​​dialoog tot stand te brengen met een andere toepassing die op een andere machine draait, maar eenvoudigweg om de diensten van een bepaalde netwerkservice te ontvangen, zoals toegang tot externe bestanden, het ontvangen van e-mail of afdrukken op een gedeelde printer .

Laat de applicatie dus een verzoek doen aan de applicatielaag, bijvoorbeeld aan een fileservice. Op basis van dit verzoek genereert de applicatielaagsoftware een bericht in een standaardformaat, waarin het service-informatie (header) en eventueel verzonden gegevens plaatst. Dit bericht wordt vervolgens naar de representatieve laag gestuurd. De presentatielaag voegt zijn eigen kop toe aan het bericht en geeft het resultaat door aan de sessielaag, die op zijn beurt zijn eigen kop toevoegt, enzovoort. Sommige implementaties van de protocollen zorgen voor de aanwezigheid in het bericht, niet alleen van de header, maar ook van de trailer. Ten slotte bereikt het bericht de laagste, fysieke laag, die het daadwerkelijk over de communicatielijnen verzendt.

Wanneer een bericht op het netwerk op een andere machine aankomt, gaat het sequentieel omhoog van laag naar laag. Elk niveau analyseert, verwerkt en verwijdert de kop van zijn niveau, voert de functies uit die bij dit niveau horen en geeft het bericht door aan het hogere niveau.

Naast de term "bericht" (bericht), zijn er andere namen die door netwerkspecialisten worden gebruikt om een ​​eenheid van gegevensuitwisseling aan te duiden. De ISO-normen gebruiken de term "Protocol Data Unit" (PDU) voor protocollen op elk niveau. Daarnaast worden vaak de namen frame (frame), packet (packet), datagram (datagram) gebruikt.

Laagfuncties van het ISO/OSI-model

Fysieke laag Deze laag behandelt de overdracht van bits over fysieke kanalen, zoals coaxkabel, twisted pair of glasvezelkabel. Dit niveau houdt verband met de kenmerken van fysieke gegevensoverdrachtmedia, zoals bandbreedte, ruisimmuniteit, golfimpedantie en andere. Op hetzelfde niveau worden de kenmerken van elektrische signalen bepaald, zoals de vereisten voor de fronten van de pulsen, de spannings- of stroomniveaus van het verzonden signaal, het type codering en de signaaloverdrachtssnelheid. Bovendien zijn de soorten connectoren en het doel van elke pin hier gestandaardiseerd.

Fysieke laagfuncties worden geïmplementeerd in alle apparaten die op het netwerk zijn aangesloten. Aan de computerkant worden fysieke laagfuncties uitgevoerd door een netwerkadapter of een seriële poort.

Een voorbeeld van een fysiek laagprotocol is de specificatie van 10Base-T Ethernet-technologie, die de kabel definieert die wordt gebruikt als een categorie 3 niet-afgeschermd getwist paar met een karakteristieke impedantie van 100 ohm, een RJ-45-connector, een maximale fysieke segmentlengte van 100 meters, een Manchester-code voor het weergeven van gegevens op een kabel en andere kenmerken van de omgeving en elektrische signalen.

Link laag Op de fysieke laag worden gewoon bits verzonden. Hierbij wordt geen rekening gehouden met het feit dat in sommige netwerken waarin communicatielijnen afwisselend worden gebruikt (gedeeld) door meerdere paren op elkaar inwerkende computers, het fysieke transmissiemedium bezet kan zijn. Daarom is een van de taken van de verbindingslaag het controleren van de beschikbaarheid van het transmissiemedium. Een andere taak van de linklaag is het implementeren van foutdetectie- en correctiemechanismen. Om dit te doen, worden op de datalinklaag bits gegroepeerd in sets die frames worden genoemd. De linklaag zorgt ervoor dat elk frame correct wordt verzonden door een speciale reeks bits aan het begin en einde van elk frame te plaatsen om het te markeren, en berekent ook een controlesom door alle bytes van het frame op een bepaalde manier op te tellen en een controlesom toe te voegen naar het kozijn. Wanneer een frame arriveert, berekent de ontvanger opnieuw de checksum van de ontvangen data en vergelijkt het resultaat met de checksum van het frame. Als ze overeenkomen, wordt het frame als geldig beschouwd en geaccepteerd. Als de checksums niet overeenkomen, wordt er een fout gegenereerd.

De verbindingslaagprotocollen die in lokale netwerken worden gebruikt, hebben een bepaalde structuur van verbindingen tussen computers en manieren om deze aan te pakken. Hoewel de linklaag zorgt voor de levering van een frame tussen twee willekeurige knooppunten van het lokale netwerk, doet hij dit alleen in een netwerk met een volledig gedefinieerde linktopologie, precies de topologie waarvoor deze is ontworpen. Veelgebruikte bus-, ring- en stertopologieën die worden ondersteund door LAN-linklaagprotocollen zijn veelgebruikte topologieën. Voorbeelden van verbindingslaagprotocollen zijn Ethernet-, Token Ring-, FDDI-, 100VG-AnyLAN-protocollen.

In LAN's worden link-layer-protocollen gebruikt door computers, bridges, switches en routers. In computers worden de functies van de linklaag geïmplementeerd door de gezamenlijke inspanningen van netwerkadapters en hun stuurprogramma's.

In wide area-netwerken, die zelden een reguliere topologie hebben, zorgt de datalinklaag voor de uitwisseling van berichten tussen twee naburige computers die via een individuele communicatielijn zijn verbonden. Voorbeelden van point-to-point-protocollen (zoals dergelijke protocollen vaak worden genoemd) zijn de veelgebruikte PPP- en LAP-B-protocollen.

Netwerkniveau Dit niveau dient om één transportsysteem te vormen dat verschillende netwerken combineert met verschillende principes voor het verzenden van informatie tussen eindknooppunten. Beschouw de functies van de netwerklaag op het voorbeeld van lokale netwerken. Het verbindingslaagprotocol van lokale netwerken zorgt voor de levering van gegevens tussen alle knooppunten, alleen in een netwerk met een geschikte typische topologie. Dit is een zeer strikte beperking die het niet mogelijk maakt om netwerken met een ontwikkelde structuur te bouwen, bijvoorbeeld netwerken die verschillende bedrijfsnetwerken combineren in een enkel netwerk, of zeer betrouwbare netwerken met redundante verbindingen tussen knooppunten. Om enerzijds de eenvoud van gegevensoverdrachtprocedures voor typische topologieën te behouden en anderzijds het gebruik van willekeurige topologieën mogelijk te maken, wordt een extra netwerklaag gebruikt. Op dit niveau wordt het begrip "netwerk" geïntroduceerd. In dit geval wordt een netwerk opgevat als een set computers die onderling zijn verbonden in overeenstemming met een van de standaard typische topologieën en met behulp van een van de verbindingslaagprotocollen die voor deze topologie zijn gedefinieerd voor gegevensoverdracht.

Binnen het netwerk wordt de levering van gegevens dus geregeld door de verbindingslaag, maar de levering van gegevens tussen netwerken wordt afgehandeld door de netwerklaag.

Netwerklaagberichten worden aangeroepen pakketjes. Bij het organiseren van pakketbezorging op netwerkniveau wordt het concept gebruikt "netwerknummer". In dit geval bestaat het adres van de ontvanger uit het netwerknummer en het nummer van de computer op dat netwerk.

Netwerken zijn onderling verbonden door speciale apparaten die routers worden genoemd. router is een apparaat dat informatie verzamelt over de topologie van onderlinge verbindingen en op basis daarvan netwerklaagpakketten doorstuurt naar het doelnetwerk. Om een ​​bericht over te dragen van een zender die zich in het ene netwerk bevindt naar een ontvanger die zich in een ander netwerk bevindt, is het nodig om een ​​bepaald aantal transittransmissies (hops) tussen netwerken uit te voeren, waarbij telkens de juiste route wordt gekozen. Een route is dus een reeks routers waar een pakket doorheen gaat.

Het probleem van het kiezen van het beste pad heet routering en de oplossing ervan is de hoofdtaak van de netwerklaag. Dit probleem wordt nog verergerd door het feit dat de kortste weg niet altijd de beste is. Het criterium voor het kiezen van een route is vaak het tijdstip van gegevensoverdracht langs deze route, het hangt af van de bandbreedte van communicatiekanalen en verkeersintensiteit, die in de loop van de tijd kunnen veranderen. Sommige routeringsalgoritmen proberen zich aan te passen aan veranderingen in de belasting, terwijl andere beslissingen nemen op basis van langetermijngemiddelden. Routekeuze kan ook gebaseerd zijn op andere criteria, zoals transmissiebetrouwbaarheid.

De netwerklaag definieert twee soorten protocollen. Het eerste type verwijst naar de definitie van regels voor de overdracht van pakketten met gegevens van eindknooppunten van een knooppunt naar een router en tussen routers. Het zijn deze protocollen waarnaar meestal wordt verwezen als het over netwerklaagprotocollen gaat. De netwerklaag bevat ook een ander type protocol genaamd protocollen voor routering van informatie-uitwisseling. Deze protocollen worden door routers gebruikt om informatie te verzamelen over de topologie van onderlinge verbindingen. Netwerklaagprotocollen worden geïmplementeerd door softwaremodules van het besturingssysteem, evenals door software en hardware van routers.

Voorbeelden van netwerklaagprotocollen zijn het IP Internetworking Protocol van de TCP/IP-stack en het IPX Packet Internetworking Protocol van de Novell-stack.

Transportlaag Op de weg van de afzender naar de ontvanger kunnen pakketten beschadigd raken of verloren gaan. Hoewel sommige applicaties hun eigen foutafhandeling hebben, zijn er enkele die er de voorkeur aan geven om meteen met een betrouwbare verbinding af te rekenen. Het is de taak van de transportlaag om ervoor te zorgen dat de applicaties of bovenste lagen van de stapel - applicatie en sessie - gegevens verzenden met de mate van betrouwbaarheid die ze nodig hebben. Het OSI-model definieert vijf serviceklassen die door de transportlaag worden geleverd. Dit soort diensten verschillen in de kwaliteit van de geleverde diensten: urgentie, de mogelijkheid om onderbroken communicatie te herstellen, de beschikbaarheid van multiplexfaciliteiten voor meerdere verbindingen tussen verschillende applicatieprotocollen via een gemeenschappelijk transportprotocol, en vooral het vermogen om te detecteren en te corrigeren transmissiefouten, zoals vervorming, verlies en duplicatie van pakketten.

De keuze van de serviceklasse van de transportlaag wordt enerzijds bepaald door de mate waarin de taak om de betrouwbaarheid te waarborgen wordt opgelost door de applicaties zelf en protocollen die hoger zijn dan de transportlagen, en anderzijds door deze keuze hangt af van hoe betrouwbaar het gehele datatransportsysteem online is. Dus, bijvoorbeeld, als de kwaliteit van communicatiekanalen erg hoog is, en de kans op optreden van fouten die niet worden gedetecteerd door lagere laagprotocollen klein is, dan is het redelijk om een ​​van de lichtgewicht transportlaagdiensten te gebruiken die niet belast zijn met talloze controles, handshaking en andere methoden om de betrouwbaarheid te verbeteren. Als de voertuigen in eerste instantie erg onbetrouwbaar zijn, is het raadzaam om zich te wenden tot de meest ontwikkelde transportlaagservice die werkt met de maximale middelen voor het detecteren en elimineren van fouten - door vooraf een logische verbinding tot stand te brengen, controle van berichtbezorging met behulp van checksums en cyclische het nummeren van pakketten, het vaststellen van levertijden, enz.

In de regel worden alle protocollen, beginnend vanaf de transportlaag en hoger, geïmplementeerd door de software van de eindknooppunten van het netwerk - componenten van hun netwerkbesturingssystemen. Voorbeelden van transportprotocollen zijn de TCP- en UDP-protocollen van de TCP/IP-stack en het SPX-protocol van de Novell-stack.

Sessielaag De sessielaag biedt conversatiecontrole om bij te houden welke kant momenteel actief is en biedt ook een middel voor synchronisatie. Met deze laatste kun je checkpoints invoegen in lange transfers, zodat je in geval van storing terug kunt gaan naar het laatste checkpoint, in plaats van helemaal opnieuw te beginnen. In de praktijk gebruiken maar weinig applicaties de sessielaag en wordt deze zelden geïmplementeerd.

Presentatielaag Deze laag geeft de zekerheid dat de informatie die door de applicatielaag wordt doorgegeven, ook door de applicatielaag in een ander systeem wordt begrepen. Indien nodig voert de presentatielaag de transformatie uit van gegevensformaten in een gemeenschappelijk presentatieformaat, en bij de receptie voert dienovereenkomstig de omgekeerde transformatie uit. Zo kunnen applicatielagen bijvoorbeeld syntactische verschillen in datarepresentatie overwinnen. Op dit niveau kunnen gegevensversleuteling en -ontsleuteling worden uitgevoerd, waardoor de geheimhouding van gegevensuitwisseling onmiddellijk wordt gegarandeerd voor alle applicatiediensten. Een voorbeeld van een protocol dat op de presentatielaag werkt, is het SSL-protocol (Secure Socket Layer), dat beveiligde berichtenuitwisseling biedt voor de applicatielaagprotocollen van de TCP/IP-stack.

Applicatielaag De applicatielaag is eigenlijk niet meer dan een set van verschillende protocollen waarmee netwerkgebruikers toegang krijgen tot gedeelde bronnen zoals bestanden, printers of hypertext webpagina's, en hun samenwerking organiseren, bijvoorbeeld met behulp van het e-mailprotocol. De eenheid van gegevens waarop de applicatielaag werkt, wordt meestal genoemd bericht .

Er is een zeer grote verscheidenheid aan applicatielaagprotocollen. Hier zijn slechts enkele voorbeelden van de meest voorkomende implementaties van bestandsservices: NCP in het Novell NetWare-besturingssysteem, SMB in Microsoft Windows NT, NFS, FTP en TFTP, die deel uitmaken van de TCP/IP-stack.

Het OSI-model, hoewel erg belangrijk, is slechts een van de vele communicatiemodellen. Deze modellen en de bijbehorende protocolstapels kunnen verschillen in het aantal lagen, hun functies, berichtformaten, diensten die op de bovenste lagen worden geleverd en andere parameters.

Kenmerk van populaire stapels communicatieprotocollen

De interactie van computers in netwerken vindt dus plaats in overeenstemming met bepaalde regels voor het uitwisselen van berichten en hun formaten, dat wil zeggen in overeenstemming met bepaalde protocollen. Een hiërarchisch georganiseerde reeks protocollen die het probleem van interactie tussen netwerkknooppunten oplossen, wordt een stapel communicatieprotocollen genoemd.

Er zijn veel protocolstacks die veel worden gebruikt in netwerken. Dit zijn stapels, die internationale en nationale normen zijn, en stapels met een merk, die wijdverbreid zijn geworden door de wijdverbreide uitrusting van een bepaald bedrijf. Voorbeelden van populaire protocolstacks zijn Novell's IPX/SPX-stack, de TCP/IP-stack die wordt gebruikt op internet en veel netwerken op basis van het UNIX-besturingssysteem, de OSI-stack van de International Standards Organization, de DECnet-stack van Digital Equipment Corporation en nog enkele andere.

Het gebruik van een of andere stapel communicatieprotocollen in het netwerk bepaalt grotendeels het gezicht van het netwerk en zijn kenmerken. In kleine netwerken kan slechts één stapel worden gebruikt. In grote bedrijfsnetwerken die verschillende netwerken combineren, worden in de regel meerdere stapels parallel gebruikt.

Communicatieapparatuur implementeert lagere-laagprotocollen die meer gestandaardiseerd zijn dan hogere-laagprotocollen, en dit is een voorwaarde voor succesvolle interoperabiliteit tussen apparatuur van verschillende fabrikanten. De lijst met protocollen die door een bepaald communicatieapparaat worden ondersteund, is een van de belangrijkste kenmerken van dit apparaat.

Computers implementeren communicatieprotocollen in de vorm van corresponderende software-elementen van het netwerkbesturingssysteem. Protocollen op verbindingsniveau worden bijvoorbeeld gewoonlijk geïmplementeerd als stuurprogramma's voor netwerkadapters en protocollen op het hoogste niveau hebben de vorm van server- en clientcomponenten van netwerkdiensten.

Het vermogen om goed te werken in de omgeving van een bepaald besturingssysteem is een belangrijk kenmerk van communicatieapparatuur. Vaak lees je in advertenties voor een netwerkadapter of hub dat deze speciaal is ontworpen om op een NetWare- of UNIX-netwerk te werken. Dit betekent dat de hardwareontwikkelaars de prestaties hebben geoptimaliseerd voor de protocollen die in dit netwerkbesturingssysteem worden gebruikt, of voor deze versie van hun implementatie, als deze protocollen in verschillende besturingssystemen worden gebruikt. Vanwege de eigenaardigheden van de implementatie van protocollen in verschillende besturingssystemen, is een van de kenmerken van communicatieapparatuur de certificering voor het vermogen om in de omgeving van dit besturingssysteem te werken.

Op de lagere niveaus - fysiek en kanaal - gebruiken bijna alle stapels dezelfde protocollen. Dit zijn goed gestandaardiseerde Ethernet-, Token Ring-, FDDI- en enkele andere protocollen die het gebruik van dezelfde apparatuur in alle netwerken mogelijk maken.

De protocollen van het netwerk en hogere lagen van de bestaande standaardstacks zijn zeer divers en komen in de regel niet overeen met de gelaagdheid die wordt aanbevolen door het ISO-model. Met name in deze stapels worden de functies van de sessie- en presentatielaag meestal gecombineerd met de applicatielaag. Deze discrepantie is te wijten aan het feit dat het ISO-model is ontstaan ​​als resultaat van een veralgemening van reeds bestaande en daadwerkelijk gebruikte stacks, en niet omgekeerd.

OSI-stack

Er moet onderscheid worden gemaakt tussen de OSI-protocolstack en het OSI-model. Terwijl het OSI-model conceptueel de procedure voor de interactie van open systemen definieert, de taak opdeelt in 7 niveaus, het doel van elk niveau standaardiseert en standaardnamen voor de niveaus introduceert, is de OSI-stack een reeks zeer specifieke protocolspecificaties die een overeengekomen protocolstapel. Deze protocolstack wordt ondersteund door de Amerikaanse overheid in haar GOSIP-programma. Alle computernetwerken die na 1990 in overheidsgebouwen zijn geïnstalleerd, moeten de OSI-stack rechtstreeks ondersteunen of de middelen bieden om in de toekomst naar die stapel te migreren. De OSI-stack is echter populairder in Europa dan in de VS, omdat er in Europa minder oude netwerken zijn geïnstalleerd die hun eigen protocollen gebruiken. Er is ook een sterke behoefte aan een gemeenschappelijke stapel in Europa, aangezien er een groot aantal verschillende landen zijn.

Dit is een internationale, fabrikantonafhankelijke norm. Het kan interoperabiliteit bieden tussen bedrijven, partners en leveranciers. Deze interactie wordt bemoeilijkt door problemen met adressering, naamgeving en gegevensbeveiliging. Al deze problemen in de OSI-stack zijn gedeeltelijk opgelost. De OSI-protocollen vereisen veel CPU-verwerkingskracht, waardoor ze meer geschikt zijn voor geavanceerde machines in plaats van pc-netwerken. De meeste organisaties plannen voorlopig de overgang naar de OSI-stack. Onder degenen die in deze richting werken, zijn de Amerikaanse marine en NFSNET. Een van de grootste fabrikanten die OSI ondersteunt, is AT&T. Het Stargroup-netwerk is volledig gebaseerd op de OSI-stack.

Om voor de hand liggende redenen voldoet de OSI-stack, in tegenstelling tot andere standaardstacks, volledig aan het OSI-interoperabiliteitsmodel, het bevat specificaties voor alle zeven lagen van het Open Systems Interconnection Model (Figuur 1.3).

Rijst. 1.3. OSI-stack

Op de De OSI-stack ondersteunt Ethernet-, Token Ring-, FDDI-, LLC-, X.25- en ISDN-protocollen. Deze protocollen zullen in andere delen van de handleiding in detail worden besproken.

Diensten netwerk, vervoer en sessie niveaus zijn ook beschikbaar in de OSI-stack, maar ze zijn niet erg gebruikelijk. De netwerklaag implementeert zowel verbindingsloze als verbindingsloze protocollen. Het transportprotocol van de OSI-stack, in overeenstemming met de functies die daarvoor in het OSI-model zijn gedefinieerd, verbergt de verschillen tussen verbindingsgerichte en verbindingsloze netwerkdiensten, zodat gebruikers ongeacht de onderliggende netwerklaag de gewenste servicekwaliteit krijgen. Om dit te waarborgen, vereist de transportlaag dat de gebruiker de gewenste servicekwaliteit specificeert. Er zijn 5 klassen van transportdiensten gedefinieerd, van de laagste klasse 0 tot de hoogste klasse 4, die verschillen in de mate van fouttolerantie en vereisten voor gegevensherstel na fouten.

Diensten toepassingslaag omvatten bestandsoverdracht, terminalemulatie, directoryservice en e-mail. Hiervan zijn de meest veelbelovende de directoryservice (X.500-standaard), e-mail (X.400), virtual terminal-protocol (VT), file transfer, access and control protocol (FTAM), transfer en job control protocol ( JTM). Onlangs heeft ISO zijn inspanningen gericht op diensten op het hoogste niveau.

De X.400-aanbevelingen definiëren de volgende minimaal vereiste reeks services die aan gebruikers moeten worden geleverd: toegangscontrole, onderhoud van unieke systeembericht-ID's, berichtbezorging of niet-bezorgingsmelding met reden, indicatie van het type berichtinhoud, indicatie van transformatie van berichtinhoud, verzending en bezorgtijdstempels, het selecteren van een bezorgingscategorie (spoedeisend, niet-dringend, normaal), multicast-bezorging, vertraagde bezorging (tot een bepaald tijdstip), contentconversie om samen te werken met incompatibele mailsystemen, zoals telex- en faxdiensten, bevraging of een bepaald bericht is afgeleverd, mailinglijsten, die een geneste structuur kunnen hebben, middelen om berichten te beschermen tegen ongeautoriseerde toegang, op basis van een asymmetrisch cryptosysteem met openbare sleutel.

Het doel van de aanbevelingen X.500 is de ontwikkeling van wereldwijde helpdeskstandaarden. Het proces van het afleveren van een bericht vereist kennis van het adres van de ontvanger, wat een probleem is met grote netwerken, dus het is noodzakelijk om een ​​helpdesk te hebben om u te helpen de adressen van afzenders en ontvangers te krijgen. Over het algemeen is een X.500-service een gedistribueerde database met namen en adressen. Alle gebruikers komen mogelijk in aanmerking om in te loggen op deze database met een bepaalde set attributen.

De volgende bewerkingen zijn gedefinieerd in de database met namen en adressen:

• lezen - een adres krijgen met een bekende naam,
• query - een naam krijgen van bekende adresattributen,
• wijziging, inclusief het verwijderen en toevoegen van records in de database.

De belangrijkste uitdagingen bij het implementeren van de X.500-aanbevelingen vloeien voort uit de reikwijdte van dit project, dat beweert een wereldwijde referentiedienst te zijn. Daarom is software die X.500-aanbevelingen implementeert erg omslachtig en stelt hoge eisen aan de hardwareprestaties.

Protocol VT lost het probleem van incompatibiliteit tussen verschillende terminalemulatieprotocollen op. Momenteel moet de gebruiker van een IBM PC-compatibele personal computer drie verschillende programma's aanschaffen om terminals van verschillende typen te emuleren en verschillende protocollen te gebruiken om gelijktijdig te kunnen werken met de VAX-, IBM 3090- en HP9000-computers. Als elke hostcomputer ISO-zou hebben, zou de gebruiker slechts één programma nodig hebben dat het VT-protocol ondersteunt. In zijn standaard heeft ISO de veelgebruikte functies voor terminalemulatie verzameld.

Bestandsoverdracht is de meest voorkomende computerservice. Alle toepassingen hebben toegang tot bestanden, zowel lokaal als op afstand, nodig - teksteditors, e-mail, databases of externe opstartprogramma's. ISO voorziet in een dergelijke dienst in het protocol FTAM. Samen met de X.400-standaard is dit de meest populaire standaard in de OSI-stack. FTAM biedt faciliteiten voor het lokaliseren en openen van bestandsinhoud en omvat een reeks richtlijnen voor het invoegen, vervangen, uitbreiden en wissen van bestandsinhoud. FTAM biedt ook faciliteiten voor het manipuleren van een bestand als geheel, inclusief het maken, verwijderen, lezen, openen, sluiten van een bestand en het selecteren van de kenmerken ervan.

Protocol voor overdracht en taakbeheer JTM stelt gebruikers in staat taken in te dienen die op de hostcomputer moeten worden voltooid. De taakbesturingstaal, die taakoverdracht mogelijk maakt, vertelt de hostcomputer wat hij moet doen en met welke programma's en bestanden. Het JTM-protocol ondersteunt traditionele batchverwerking, transactieverwerking, taakinvoer op afstand en toegang tot gedistribueerde databases.

TCP/IP-stack

De TCP/IP-stack, ook wel de DoD-stack en de internetstack genoemd, is een van de meest populaire en veelbelovende communicatieprotocolstacks. Als het momenteel voornamelijk in UNIX-netwerken wordt gedistribueerd, is de implementatie ervan in de nieuwste versies van netwerkbesturingssystemen voor personal computers (Windows NT, NetWare) een goede voorwaarde voor de snelle groei van het aantal installaties van de TCP/IP-stack .

De stack is meer dan 20 jaar geleden ontwikkeld op initiatief van het Amerikaanse ministerie van Defensie (DoD) om het experimentele ARPAnet-netwerk te verbinden met andere satellietnetwerken als een set gemeenschappelijke protocollen voor een heterogene computeromgeving. Het ARPA-netwerk ondersteunde ontwikkelaars en onderzoekers op militair gebied. In het ARPA-netwerk werd de communicatie tussen twee computers uitgevoerd met behulp van het internetprotocol (IP), dat tot op de dag van vandaag een van de belangrijkste is in de TCP / IP-stack en wordt weergegeven in de naam van de stapel.

De University of Berkeley heeft een grote bijdrage geleverd aan de ontwikkeling van de TCP/IP-stack door de stack-protocollen te implementeren in haar versie van het UNIX-besturingssysteem. De wijdverbreide acceptatie van het UNIX-besturingssysteem leidde tot de wijdverbreide acceptatie van het IP-protocol en andere stapelprotocollen. Deze stack wordt ook gebruikt door internet, waarvan de Internet Engineering Task Force (IETF) de belangrijkste bijdrage levert aan de ontwikkeling van de standaarden van de stack, gepubliceerd in de vorm van RFC-specificaties.

Aangezien de TCP/IP-stack werd ontwikkeld vóór de komst van het ISO/OSI Open Systems Interconnection-model, hoewel het ook een gelaagde structuur heeft, is de overeenkomst tussen de niveaus van de TCP/IP-stack en de niveaus van het OSI-model nogal willekeurig .

De structuur van de TCP/IP-protocollen is weergegeven in figuur 1.4. TCP/IP-protocollen zijn verdeeld in 4 lagen.

Rijst. 1.4. TCP/IP-stack

laagste ( niveau IV ) - het niveau van gateway-interfaces - komt overeen met de fysieke en datalinklagen van het OSI-model. Dit niveau is niet gereguleerd in TCP/IP-protocollen, maar het ondersteunt alle populaire fysieke en datalink-niveaustandaarden: voor lokale kanalen is dit Ethernet, Token Ring, FDDI; point-to-point-verbindingen via WAN-seriële verbindingen en X.25 en ISDN-netwerkprotocollen. Er is ook een speciale specificatie ontwikkeld die het gebruik van ATM-technologie als linklaagtransport definieert.

Volgende niveau ( niveau III ) is de internetwerklaag die zich bezighoudt met de verzending van datagrammen met behulp van verschillende lokale netwerken, X.25 territoriale netwerken, speciale communicatielijnen, enz. Als het belangrijkste protocol van de netwerklaag (in termen van het OSI-model), het gebruikte protocol in de stapel is IK P, dat oorspronkelijk was ontworpen als een protocol voor het verzenden van pakketten in samengestelde netwerken, bestaande uit een groot aantal lokale netwerken, verenigd door zowel lokale als wereldwijde verbindingen. Daarom werkt het IP-protocol goed in netwerken met een complexe topologie, waarbij rationeel gebruik wordt gemaakt van de aanwezigheid van subsystemen daarin en economisch de bandbreedte van communicatielijnen met lage snelheid wordt verbruikt. Het IP-protocol is een datagramprotocol.

De internetworking-laag omvat ook alle protocollen die te maken hebben met het samenstellen en wijzigen van routeringstabellen, zoals protocollen voor het verzamelen van routeringsinformatie. RUST IN VREDE(Routing Internet Protocol) en OSPF(Open Shortest Path First), evenals het Internet Control Message Protocol ICMP(Internet Control Message Protocol). Dit laatste protocol is bedoeld om informatie uit te wisselen over fouten tussen de router en de gateway, het bronsysteem en het ontvangstsysteem, dat wil zeggen om feedback te organiseren. Met behulp van speciale ICMP-pakketten wordt gerapporteerd over de onmogelijkheid om een ​​pakket af te leveren, over het overschrijden van de levensduur of duur van de pakketsamenstelling uit fragmenten, over afwijkende parameterwaarden, over het wijzigen van de doorstuurroute en het type service, over de status van het systeem enz.

Volgende niveau ( niveau II) wordt basis genoemd. Het transmissiecontroleprotocol werkt op dit niveau. TCP(Transmission Control Protocol) en User Datagram Protocol UDP(Gebruikersdatagramprotocol). Het TCP-protocol zorgt voor een stabiele virtuele verbinding tussen applicatieprocessen op afstand. Het UDP-protocol zorgt voor de overdracht van applicatiepakketten met behulp van de datagrammethode, dat wil zeggen zonder een virtuele verbinding tot stand te brengen, en vereist daarom minder overhead dan TCP.

Top niveau ( niveau I) wordt toegepast genoemd. In de loop der jaren van gebruik in de netwerken van verschillende landen en organisaties heeft de TCP / IP-stack een groot aantal protocollen en services op applicatieniveau verzameld. Deze omvatten veelgebruikte protocollen zoals het FTP-bestandskopieerprotocol, het telnet-terminalemulatieprotocol, het SMTP-mailprotocol dat wordt gebruikt in internet-e-mail en de Russische tak RELCOM, hypertext-services voor toegang tot externe informatie, zoals WWW en vele andere. Laten we dieper ingaan op enkele ervan, die het nauwst verband houden met het onderwerp van deze cursus.

Protocol SNMP(Simple Network Management Protocol) wordt gebruikt om netwerkbeheer te organiseren. Het regelprobleem is hier opgedeeld in twee taken. De eerste taak heeft betrekking op de overdracht van informatie. Protocollen voor de overdracht van besturingsinformatie definiëren de procedure voor interactie tussen de server en het clientprogramma dat op de host van de beheerder wordt uitgevoerd. Ze definiëren de berichtformaten die worden uitgewisseld tussen clients en servers, evenals de formaten voor namen en adressen. De tweede taak heeft betrekking op gecontroleerde gegevens. De normen bepalen welke gegevens in de gateways moeten worden opgeslagen en verzameld, de namen van deze gegevens en de syntaxis van deze namen. De SNMP-standaard definieert de specificatie van de netwerkbeheerinformatiedatabase. Deze specificatie, bekend als de Management Information Base (MIB), definieert de gegevenselementen die een host of gateway moet opslaan en de toegestane bewerkingen daarop.

Protocol voor bestandsoverdracht FTP(File Transfer Protocol) implementeert externe bestandstoegang. Om een ​​betrouwbare overdracht te garanderen, gebruikt FTP het verbindingsgerichte protocol - TCP - als transport. Naast het protocol voor bestandsoverdracht biedt FTP nog andere diensten. Dus de gebruiker krijgt de mogelijkheid om interactief te werken met een externe machine, hij kan bijvoorbeeld de inhoud van zijn mappen afdrukken, FTP stelt de gebruiker in staat om het type en formaat van de opgeslagen gegevens te specificeren. Ten slotte voert FTP gebruikersauthenticatie uit. Gebruikers zijn volgens het protocol verplicht om hun gebruikersnaam en wachtwoord op te geven voordat ze toegang krijgen tot het bestand.

Binnen de TCP/IP-stack biedt FTP de meest uitgebreide bestandsservices, maar is ook het meest complex om te programmeren. Toepassingen die niet alle functies van FTP nodig hebben, kunnen een ander, voordeliger protocol gebruiken - het eenvoudigste protocol voor bestandsoverdracht TFTP(Trivial File Transfer Protocol). Dit protocol implementeert alleen bestandsoverdracht en het verbindingsloze protocol, UDP, dat eenvoudiger is dan TCP, wordt gebruikt als transport.

Protocol telnet biedt een stroom van bytes tussen processen en tussen een proces en een terminal. Meestal wordt dit protocol gebruikt om de terminal van een externe computer te emuleren.

IPX/SPX-stack

Deze stack is de originele protocolstack van Novell die het in het begin van de jaren tachtig voor zijn NetWare-netwerkbesturingssysteem heeft ontwikkeld. De protocollen Internetwork Packet Exchange (IPX) en Sequenced Packet Exchange (SPX) waaraan de stack zijn naam ontleent, zijn directe aanpassingen van de XNS-protocollen van Xerox, die veel minder vaak voorkomen dan IPX/SPX. IPX/SPX-protocollen zijn toonaangevend op het gebied van installaties, en dit is te wijten aan het feit dat het NetWare-besturingssysteem zelf de leiding heeft met een aandeel van installaties op een wereldwijde schaal van ongeveer 65%.

De familie van Novell-protocollen en hun overeenkomst met het ISO/OSI-model wordt weergegeven in afbeelding 1.5.

Rijst. 1.5. IPX/SPX-stack

Op de fysieke en datalinklagen Novell-netwerken gebruiken alle populaire protocollen van deze niveaus (Ethernet, Token Ring, FDDI en andere).

Op de netwerklaag protocol dat op Novell-stack draait IPX, evenals protocollen voor het routeren van informatie-uitwisseling RUST IN VREDE En NLSP(vergelijkbaar met het OSPF-protocol van de TCP/IP-stack). IPX is het protocol dat zich bezighoudt met de adressering en routering van pakketten op Novell-netwerken. De routeringsbeslissingen van IPX zijn gebaseerd op de adresvelden in de pakketkop, evenals informatie uit protocollen voor de uitwisseling van routeringsinformatie. IPX gebruikt bijvoorbeeld informatie die wordt geleverd door RIP of NetWare Link State Protocol (NLSP) om pakketten door te sturen naar de doelcomputer of de volgende router. Het IPX-protocol ondersteunt alleen datagramberichten, wat computerbronnen bespaart. Het IPX-protocol vervult dus drie functies: het adres instellen, de route bepalen en datagrammen uitzenden.

De transportlaag van het OSI-model in de Novell-stack komt overeen met het SPX-protocol, dat verbindingsgerichte berichtenuitwisseling implementeert.

Bovenop applicatie-, presentatie- en sessieniveaus NCP- en SAP-protocollen werken. Protocol NCP(NetWare Core Protocol) is een protocol voor communicatie tussen een NetWare-server en een werkstationshell. Dit applicatielaagprotocol implementeert een client-server-architectuur op de bovenste lagen van het OSI-model. Met behulp van de functies van dit protocol maakt een werkstation verbinding met een server, wijst servermappen toe aan lokale stationsletters, scant het bestandssysteem van de server, kopieert externe bestanden, wijzigt hun kenmerken, enz., en deelt ook een netwerkprinter tussen werkstations.

Servers en routers gebruiken SAP om reclame te maken voor hun services en netwerkadressen. Met het SAP-protocol kunnen netwerkapparaten voortdurend bijwerken welke services momenteel beschikbaar zijn op het netwerk. Bij het opstarten gebruiken servers SAP om hun diensten aan de rest van het netwerk te adverteren. Wanneer de server wordt afgesloten, gebruikt deze SAP om het netwerk te melden dat de service is beëindigd.

Op Novell-netwerken verzenden NetWare 3.x-servers elke minuut SAP-broadcastpakketten. SAP-pakketten vervuilen het netwerk in hoge mate, dus een van de belangrijkste taken van routers die naar wereldwijde koppelingen gaan, is het filteren van het verkeer van SAP-pakketten en RIP-pakketten.

De eigenaardigheden van de IPX/SPX-stack zijn te wijten aan de eigenaardigheden van het NetWare-besturingssysteem, namelijk de oriëntatie van de vroege versies (tot 4.0) om te werken in kleine lokale netwerken, bestaande uit personal computers met bescheiden middelen. Daarom had Novell protocollen nodig die een minimale hoeveelheid RAM vereisten (beperkt tot 640 KB op IBM-compatibele computers met MS-DOS) om te implementeren en die snel zouden werken op processors met een lage verwerkingskracht. Als gevolg hiervan werkten de protocollen van de IPX/SPX-stack tot voor kort goed in lokale netwerken en niet zo goed in grote bedrijfsnetwerken, omdat ze langzame wereldwijde verbindingen overbelasten met broadcast-pakketten die intensief worden gebruikt door verschillende protocollen van deze stack (bijvoorbeeld , om communicatie tussen clients en servers tot stand te brengen).

Deze omstandigheid, en het feit dat de IPX/SPX-stack eigendom is van Novell en moet worden gelicentieerd door Novell, heeft de distributie ervan tot NetWare-netwerken lange tijd beperkt. Tegen de tijd dat NetWare 4.0 werd uitgebracht, had Novell echter grote wijzigingen aangebracht in de protocollen om ze geschikt te maken voor bedrijfsnetwerken, en dat gaat nog steeds door. Nu is de IPX/SPX-stack niet alleen geïmplementeerd in NetWare, maar ook in verschillende andere populaire netwerkbesturingssystemen - SCO UNIX, Sun Solaris, Microsoft Windows NT.

NetBIOS/SMB-stack

Microsoft en IBM hebben samengewerkt aan netwerktools voor personal computers, dus de NetBIOS/SMB-protocolstack is hun gezamenlijke geesteskind. NetBIOS-tools verschenen in 1984 als een netwerkuitbreiding van de standaardfuncties van het IBM PC basic input / output system (BIOS) voor het IBM PC Network-netwerkprogramma, dat op applicatieniveau (Fig. 1.6) de SMB (Server Message Block ) protocol om netwerkdiensten te implementeren.

Rijst. 1.6. NetBIOS/SMB-stack

Protocol NetBIOS werkt op drie niveaus van het open systemen interactiemodel: netwerk, vervoer en sessie. NetBIOS kan een service op een hoger niveau bieden dan de IPX- en SPX-protocollen, maar heeft geen routeringsmogelijkheid. NetBIOS is dus geen netwerkprotocol in de strikte zin van het woord. NetBIOS bevat veel nuttige netwerkfuncties die kunnen worden toegeschreven aan de netwerk-, transport- en sessielagen, maar het kan niet worden gebruikt om pakketten te routeren, omdat het NetBIOS-frame-uitwisselingsprotocol niet zo'n concept als een netwerk introduceert. Dit beperkt het gebruik van het NetBIOS-protocol tot LAN's die geen subnetten hebben. NetBIOS ondersteunt zowel datagram- als verbindingsgebaseerde uitwisselingen.

Protocol MKB, overeenkomend met de applicatie- en presentatielagen van het OSI-model, regelt de interactie van het werkstation met de server. De SMB-functies omvatten de volgende bewerkingen:

• Sessie beheer. Creëren en verbreken van een logisch kanaal tussen het werkstation en de netwerkbronnen van de bestandsserver.
• Toegang tot bestanden. Het werkstation kan de bestandsserver aanspreken met verzoeken om mappen aan te maken en te verwijderen, bestanden aan te maken, te openen en te sluiten, bestanden te lezen en te schrijven, bestanden te hernoemen en te verwijderen, bestanden te zoeken, bestandskenmerken op te halen en in te stellen, records te blokkeren.
• Printservice. Het werkstation kan bestanden in de wachtrij plaatsen voor afdrukken op de server en informatie over de afdrukwachtrij verkrijgen.
• Berichtendienst. SMB ondersteunt eenvoudige berichtenuitwisseling met de volgende functies: een eenvoudig bericht verzenden; een uitzendbericht verzenden; stuur het begin van een berichtenblok; stuur de tekst van het berichtenblok; stuur het einde van het berichtenblok; verzend gebruikersnaam; de overdracht annuleren; machinenaam ophalen.

Vanwege het grote aantal toepassingen dat de API's van NetBIOS gebruikt, implementeren veel netwerkbesturingssystemen deze functies als een interface voor hun transportprotocollen. NetWare heeft een programma dat NetBIOS-functies emuleert op basis van het IPX-protocol, en er zijn NetBIOS-software-emulators voor Windows NT en de TCP/IP-stack.

Waarom hebben we deze waardevolle kennis nodig? (redactioneel)

Een collega stelde me eens een lastige vraag. Nou, zegt hij, je weet wat het OSI-model is ... En waarom heb je het nodig, wat is het praktische nut van deze kennis: is het mogelijk om te pronken voor dummies? Het is niet waar, het voordeel van deze kennis is een systematische aanpak om veel praktische problemen op te lossen. Bijvoorbeeld:

• probleemoplossen (