Tīkla slānis: veidi un tā noformēšanas jautājumi

Visu datorzinātņu jomā pieeja Tīkls Slānis palīdz uzzināt par sarežģītu tīkla mijiedarbību. Šeit tiek parādīta daudzu tīkla slāņu ekspozīcija, taču viens labi pazīstams modelis ir OSI pieeja ar 7 slāņiem. OSI (Open System Interconnection) modelis iezīmē skaidru priekšstatu par datu pārraidi, izmantojot standarta protokolus. Bet ko tieši šie septiņi slāņi veic? Šajā tīkla sistēmā apakšējie slāņi (1–4) pārsvarā strādā pie datu pārraides, bet augšējie slāņi (5–7) adresē lietojumprogrammas līmeņa datus. Katrs slānis tiek nosūtīts ar atbilstošiem uzdevumiem un pēc tam nodod informāciju nākamajam slānim. Šajā rakstā mēs aplūkosim tīkla slāņa jēdzienu, funkcijas, jautājumus, protokoliem un pakalpojumus.

Kas ir tīkla slānis?

Tīkla slānis ir atbildīgs par pārvaldību apakštīkls sniegumu. Šis slānis ir vairāk koncentrēts, lai kontrolētu datu pārraides, maršrutēšanas un komutācijas tehnoloģiju, pakešu pārsūtīšanas un sekvencēšanas, kļūdu apstrādes, loģisko maršrutu izveides problēmu risināšanu un pārslodzes kontroli.

Tīkla slāņu veidi

Visu septiņu OSI tīkla modeļa slāņu sadarbība padara to par visplašāk ieviesto pieeju visās lietojumprogrammās.

OSI pieeja

Šajā sesijā ir aprakstīta katra slāņa funkcionalitāte:

1). Lietojuma slānis

Tas uztur visu cilvēku un datoru mijiedarbību un vietas, kur lietojumprogrammai var būt piekļuve tīkla darbībām. Tas nozīmē, ka lietojumprogrammu slānis piedāvā pakalpojumus tādām darbībām kā e-pasts, tīkla programmatūra un failu pārsūtīšana. OSI modelī šim slānim ir sakaru protokoli un saskarnes pieejas, kas izmantotas procesu savstarpējai saziņai, izmantojot IP. Šis slānis tikai standartizē komunikāciju un, pamatojoties uz zemāk esošo transporta slāni, administrē informācijas apmaiņu un izveido datu pārraides maršrutus no resursdatora uz datu.

2). Prezentācijas slānis

Šeit informācija tiek uzturēta izmantojamā formātā, un šeit notiek datu funkcionalitāte šifrēšana . Prezentācijas slānis darbojas, lai pārsūtītu informāciju modelī, kuru lietojumprogrammas slānis pieņem. Dažos gadījumos šo slāni sauc par sintakses slāni. Šis slānis pārliecinās, ka datus, ko vienā sistēmā piegādā lietojumprogrammas slānis, var atšifrēt otras sistēmas lietojuma slānis.

3). Sesijas slānis

Strādā pie savienojumu funkcionalitātes un ir atbildīgs par dažādu sesiju un portu pārvaldīšanu. Sesijas slānis darbojas, lai koordinētu un beigtu sarunas, diskusijas starp lietojumprogrammām un apmaiņu.

4). Transporta slānis

Šis slānis veic datu pārraides darbību, izmantojot protokolus, kas sastāv no UDP un TCP. Tas pārsūta informāciju starp resursdatoriem un gala sistēmām. Pārvalda gala kļūdu atkopšanu un plūsmas regulēšanu. Transporta slānis nodrošina tādus pakalpojumus kā plūsmas pārvaldība, multipleksēšana, uz savienojumu vērsta komunikācija un pat konsekvences pārvaldība. Šis slānis ir atbildīgs par informācijas piegādi precīzam pieteikšanās procesam, izmantojot resursdatorus. Tam ir arī statistiska multipleksēšana, kur tas notiek ar datu segmentēšanu, avota un galamērķa ostas ID pievienošanu transporta slāņa galvenē.

5). Tīkla slānis

Tas izlemj fiziskā ceļa adresi, kas jānosūta. Šis slānis ir vairāk koncentrēts, lai kontrolētu datu pārraides, maršrutēšanas un komutācijas tehnoloģiju, pakešu pārsūtīšanas un sekvencēšanas, kļūdu apstrādes, loģisko maršrutu izveides problēmu risināšanu un pārslodzes kontroli.

6). Datu saites slānis

Šis slānis darbojas pie datu pakešu šifrēšanas un atšifrēšanas darbības. Tas sniedz informāciju par pārraides protokolu un kontrolē kļūdas, kas rodas fiziskajā slānī, plūsmas regulēšanā un kadru sinhronizācijā. Šis slānis nodrošina tādus pakalpojumus kā datu pakešu ierāmēšana, rāmju sinhronizācija, fiziskā adresēšana, pārslēgšana uz veikalu un pārsūtīšana un daudzi citi.

7). Fiziskais slānis

Pārraida neapstrādātu informāciju ar fizisko nesēju. Fiziskais slānis nodrošina pārraides vides mehānisko, procesuālo un elektrisko saskarni. Tajā pat aprakstītas apraides frekvences, elektrisko savienotāju īpašības un citi zema līmeņa faktori.

Tīkla slāņa funkcijas

Skaidri norādīsim iepriekš minētās terminoloģijas, ko veic tīkla slānis:

• Uzrunāšana - Uztur avota un mērķa adreses rāmja galvenē. Tīkla slānis veic adresēšanu, lai uzzinātu konkrētās ierīces tīklā.
• Paketēšana - Tīkla slānis darbojas, pārveidojot paketes, kas saņemtas no tā augšējā slāņa. Šo funkciju nodrošina interneta protokols (IP).
• Maršrutēšana - Tīkla slānis tiek uzskatīts par galveno funkcionalitāti un izvēlas labāko ceļu datu pārraidei no avota punkta līdz galamērķim.
• Darbs ar internetu - Interneta darbs darbojas, lai nodrošinātu loģisku savienojumu vairākās ierīcēs.

Tīkla slāņa projektēšanas jautājumi

Tīkla slānis izvirza noteiktus dizaina jautājumus, un tos var aprakstīt šādi:

1). Veikala un pārsūtīšanas pakešu maiņa

Šeit galvenie elementi ir pārvadātāja aprīkojums (savienojums starp maršrutētājiem caur pārvades līnijām) un klienta aprīkojums.

veikala un pārsūtīšanas pakešu maiņa

• H1 ir tiešs savienojums ar pārvadātāja maršrutētāju ‘A’, savukārt H2 ir savienots ar nesēja maršrutētāju ‘F’ LAN savienojumā.
• Viens no pārvadātāja maršrutētājiem “F” ir norādīts ārpus pārvadātāja aprīkojuma, jo tas nav pakļauts pārvadātājam, bet tiek uzskatīts par protokoliem, programmatūru un konstrukciju.
• Šis komutācijas tīkls darbojas kā datu pārraide, kad resursdators (H1) ar pakešu to pārsūta uz tuvējo maršrutētāju, izmantojot LAN (vai) punkts-punkts savienojums ar nesēju. Pārvadātājs uzglabā paciņu, līdz tā pilnībā pienāk, tādējādi apstiprinot kontrolsummu.
• Pēc tam pakete tiek pārraidīta pa ceļu, līdz tiek sasniegts H2.

2). Transporta slānim sniegtie pakalpojumi

Izmantojot tīkla / transporta slāņa saskarni, tīkla slānis savus pakalpojumus piegādā transporta slānim. Var rasties jautājums, kāda veida pakalpojumus nodrošina tīkla slānis?

Tātad, mēs pārvietosimies ar to pašu vaicājumu un uzzināsim piedāvātos pakalpojumus.

Tīkla slāņa piedāvātie pakalpojumi ir izklāstīti, ņemot vērā dažus mērķus. Tie ir:

• Pakalpojumu piedāvāšana nedrīkst būt atkarīga no maršrutētāja tehnoloģijas
• Transporta slānis ir jāaizsargā no pieejamo maršrutētāju veida, skaita un topoloģijas.
• Transporta slāņa adresēšanai tīklā ir jāievēro konsekvents numerācijas scenārijs arī LAN un WAN savienojumos.

Piezīme: Nākamais ir scenārijs, kas vērsts uz savienojumu vai bez savienojuma

Šeit ir iespējamas divas grupēšanas, pamatojoties uz piedāvātajiem pakalpojumiem.

Bez savienojuma - Šeit pakešu maršrutēšana un ievietošana apakštīklā tiek veikta individuāli. Papildu iestatīšana nav nepieciešama

Orientēts uz savienojumu - Apakštīklam jāpiedāvā uzticams serviss, un visas paketes tiek pārsūtītas pa vienu maršrutu.

3). Bezkontakta pakalpojuma ieviešana

Šajā scenārijā paketes tiek sauktas par datagrammām un atbilstošo apakštīklu - par datagrammas apakštīklu. Maršrutēšana datagrammas apakštīklā ir šāda:

datagrammas apakštīkls

patiesības tabula

Kad pārsūtāmā ziņojuma izmērs ir četrreiz lielāks par paketes lielumu, tīkla slānis sadalās 4 paketēs un pēc tam katru pakešu pārsūta maršrutētājam “A”, izmantojot dažus protokolus. Katram maršrutētājam tiek nodrošināta maršrutēšanas tabula, kur tā izlemj galamērķa punktus.
Iepriekš redzamajā attēlā ir skaidrs, ka paketes no “A” ir jāpārraida vai nu uz B, vai C, pat ja galamērķis ir “F”. “A” maršruta tabula ir skaidri izklāstīta iepriekš.

Tā kā 4. paketes gadījumā pakete no “A” tiek novirzīta uz “B”, pat galamērķa mezgls ir “F”. Pakete ‘A’ izvēlas pārsūtīt 4. pakešu pa citu ceļu, nekā sākotnējie trīs ceļi. Tas varētu notikt satiksmes sastrēgumu dēļ ceļā ACE. Tātad,

4). Uz savienojumu orientēta pakalpojuma ieviešana

Šeit virtuālā apakštīklā darbojas uz savienojumu orientēta pakalpojuma funkcionalitāte. Virtuālais apakštīkls veic darbību, lai izvairītos no jauna ceļa katram pakešu pārraidei. Tā vietā, izveidojot savienojumu, tabulās tiek izvēlēts un uzturēts maršruts no avota mezgla uz galamērķa mezglu. Šis maršruts veic savu darbību sastrēgumu laikā.

Laikā, kad savienojums tiek atbrīvots, tiek noraidīts arī virtuālais apakštīkls. Šajā pakalpojumā katrai paketei ir savs identifikators, kas norāda precīzu virtuālās ķēdes adresi. Zemāk redzamā diagramma parāda maršrutēšanas algoritms virtuālajā apakštīklā.

Uz savienojumu orientēta pakalpojuma ieviešana

Tīkla slāņa maršrutēšanas protokoli

Tīkla maršrutēšanas protokoli ir dažāda veida. Visi protokoli ir aprakstīti zemāk:

1). Maršrutēšanas informācijas protokols

Šis protokols galvenokārt tiek ieviests LAN un WAN tīklā. Šeit tas tiek klasificēts kā iekšēja vārtejas protokols, kas ir iekšējs attāluma-vektora algoritma izmantošanai.

2). Interjera vārtejas maršrutēšanas protokols

Šis protokols tiek izmantots iekšējās informācijas maršrutēšanai neatkarīgajā sistēmā. Šī protokola galvenais mērķis ir iznīcināt RIP ierobežojumus sarežģītajos tīklos. Tas pat pārvalda dažādu metriku katram ceļam, kā arī konsekvenci, joslas platumu un kavējuma slodzi. Vislielākais lēciens ir 255, un maršruta atjauninājumi tiek pārraidīti ar ātrumu 90 sekundes.

3). Vispirms atveriet īsāko ceļu

To uzskata par aktīvo maršrutēšanas protokolu, ko galvenokārt izmanto interneta protokolos. Jo īpaši tas ir saites stāvokļa maršrutēšanas protokols, un tas tiek pārvietots iekšējo vārteju protokolu klasifikācijā.

4). Ārējās vārtejas protokols

Labākais maršrutēšanas protokols, kas izvēlēts darbībai internetā, ir ārējās vārtejas protokols. Tam ir atšķirīgs scenārijs, salīdzinot ar ceļa un attāluma vektoru protokoliem. Šis protokols seko topoloģijai tāpat kā kokam.

5). Uzlabots iekšējo vārteju maršrutēšanas protokols

Tas ir attāluma-vektora maršrutēšanas protokols, kas uzlabojas optimizācijā, samazinot maršrutēšanas nestabilitāti, kas notiek pēc topoloģijas modifikācijas, papildus joslas platuma un apstrādes iespēju izmantošanai. Kopumā optimizācija ir atkarīga no SRI DUAL darba, kas nodrošina procesu bez cilpas un nodrošina iespēju ātri savienoties.

6). Robežu vārtejas protokols

Šis protokols ir atbildīgs par tādu interneta protokolu tīklu tabulas uzturēšanu, kuri pārvalda tīkla pieejas spēju starp AS. Tas ir formulēts ceļa vektora protokola formā. Šeit vispārējā IGP metrika netiek ieviesta, bet tā tiek pieņemta ar lēmumiem atkarībā no ceļa un tīkla noteikumiem.

7). Starpsistēmas sistēma starpsistēmai

To galvenokārt izmanto tīkla ierīces, kur tā izlemj labāko datagrammas pārraides metodi, un šo scenāriju sauc par maršrutēšanu.

Tīkla slāņa pakalpojumi

Tīkla slānis nodrošina pakalpojumus, kas atļauj gala ierīces informācijas apmaiņai tīklā. Lai to panāktu, tā izmanto četrus procesus, kur tie ir

• Adreses gala ierīcēm
• Iekapsulēšana
• Maršrutēšana
• Dekapsulēšana

Ar visiem maršrutēšanas protokoliem, tipiem, pakalpojumiem un citiem ietvariem tīkla slānis ir lielisks OSI modeļa atbalsts. Tīkla slāņa funkcionalitāte ir katrā maršrutētājā. Vispārīgākie protokoli, kas attiecas uz tīkla slāni, ir Interneta protokols un Netware IPX / SPX. Tā kā tīkla slānis ir ieviests daudzās organizācijās, uzziniet dziļāku ieskatu par to, ar kādām pieejām tīkla slānis ir saistīts?