Принципы объединения сетей. Рассмотрим основные принципы объединения сетей на основе протоколов сетевого уровня модели ВОС и некоторые вопросы

Рассмотрим основные принципы объединения сетей на основе протоколов сетевого уровня модели ВОС и некоторые вопросы, связанные с построением больших сетей Сетевой уровень рассматривается как средство построения больших сетей. В эталонной модели ВОС в функции сетевого уровня входят следующие:

• передача пакетов между конечными узлами в составных сетях;
• выбор маршрута передачи пакетов, наилучшего по некоторому критерию;
• согласование разных протоколов канального уровня, применяемых в отдельных под­сетях, в рамках всей составной или объединенной сети.

Протоколы сетевого уровня реализуются, как правило, в виде программных модулей и выполняются на конечных узлах сети (в ЛВС - это компьютеры, называемые хостами, в транспортных сетях - это удаленные интеллектуальные мультиплексоры SDH), а также на промежуточных узлах сети (в ЛВС - это маршрутизаторы, называемые шлюзами ).

Сложную, структурированную ЛВС, интегрирующую различные базовые технологии, можно создать средствами не только сетевого уровня, но и канального. Для этого надо использовать некоторые типы мостов и коммутаторов. Мост или коммутатор разделяет сеть на сегменты, локализуя трафик внутри сегмента. При этом сеть разделяют на отдельные подсети, из которых могут быть построены составные сети достаточно крупных размеров. Однако построение сложных сетей только на основе оборудования канального уровня (маршрутизаторов и коммутаторов, выполняющих функции повторителей, мостов и коммутаторов) имеет существенные ограничения и недостатки. В топологии такой сети должны отсутствовать петли, логические сегменты сети слабо изолированыдруг от дру­га, достаточно сложно решается задача управления трафиком, система адресации одно­уровневая и недостаточно гибкая. Возможностью трансляции протоколов канального уров­ня обладают далеко не все типы мостов и коммутаторов, к тому же эти возможности огра­ничены. Естественное решение - это привлечение средств более высокого сетевого уровня.

Основная идея введения сетевого уровня при построении больших сетей состоит в следующем. Сеть рассматривают как совокупность нескольких и называют составной сетьюили интерсетью (Internet).Сети, входящие в составную сеть, называют подсетями, составляющими сетями или просто сетями. Когда две или более сети организуют совмест­ную транспортную службу, то режим взаимодействия называют межсетевым взаимодей­ствием (internetworking).

Подсети соединяются между собой маршрутизаторами, в качестве которых могут использоваться как собственно маршрутизаторы, так и коммутаторы. Компонентами составной сети могут быть как локальные, так и глобальные сети. Внутренняя структура каждой сети не имеет значения при рассмотрении сетевого протокола. Все узлы в пределах одной подсети взаимодействуют, используя единую для них технологию. Так, в составную сеть может входить несколько сетей разных технологий: локальные сети Ethernet. Fast Ethernet, Token Ring, FDDI и глобальные сети Frame Relay, X.25, ISDN. ATM, СЦИ/SDH. Каждая из этих технологий (за исключением ATM, СЦИ/SDH) достаточна, чтобы организовать взаимодействие всех узлов в своей подсети, но не обеспечивает организацию связи между произвольно выбранными узлами, принадлежащими разным подсетям. Для организации взаимодействия требуются дополнительные средства, которые и предоставляет сетевой уровень.

Сетевой уровень обеспечивает работу всех подсетей в процессе передачи пакетов сообщений по составной сети. Для перемещения данных в пределах подсетей сетевой уровень обращается к используемым в этих подсетях технологиям. Для сетевого уровня предусматривается собственная система адресации, не зависящая от способов адресации узлов в отдельных подсетях, которая позволяет на сетевом уровне универсальным и однозначным способом идентифицировать любой узел объединенной или составной сети.

Естественным способом формирования сетевого адреса является уникальная нумерация всех подсетей составной сети и нумерация всех узлов в пределах каждой подсети. Таким образом, сетевой адрес включает в себя номера сети (подсети) и узла. В качестве номера уз­ла может быть задано некоторое число, никак не связанное с локальной технологией, кото­рое однозначно идентифицирует узел в пределах данной подсети. Такой подход более универсален и характерен для стека протоколов TCP/IP: каждый узел составной сети имеет наряду с локальным адресом еще один - универсальный сетевой.

Данные, которые поступают на сетевой уровень и которые необходимо передать через составную сеть, снабжаются заголовком сетевого уровня. Данные вместе с заголовком образуют пакет. Заголовок пакета сетевого уровня имеет унифицированный формат, не зависящий от форматов кадров канального уровня тех сетей, которые могут входить в объединенную сеть, он, наряду с другой служебной информацией, включает данные о номере сети, которой предназначается этот пакет. Сетевой уровень определяет маршрут и перемещает пакет между подсетями.

При передаче из одной подсети в другую пакет сетевого уровня, инкапсулированный в прибывший канальный кадр первой подсети, освобождается от заголовков этого кадра и окружается заголовками кадра канального уровня следующей подсети. Информацией, на основе которой делается эта замена, являются служебные поля пакета сетевого уровня. В поле адреса назначения нового кадра указывается локальный адрес следующего маршрутизатора. При этом если в подсети данные доставляются средствами канального и физического уровней, то пакеты сетевого уровня упаковываются в кадры канального. Если же в какой-либо подсети для транспортировки сообщений используется технология, основанная на стеках с большим числом уровней, то пакеты сетевого уровня упаковываются в блоки передаваемых данных самого высокого уровня подсети.

Кроме номера сети заголовок сетевого уровня должен содержать и другую ин­формацию, необходимую для успешного перехода пакета из одной сети в другую. К такой информации может относиться, например, номер фрагмента пакета, необходимый для успеш­ного проведения операций сборки-разборки фрагментов при соединении сетей с разными максимальными размерами пакетов, время жизни пакета, указывающее, как долго он перемещается по сети, качество услуги - критерий выбора маршрута при межсетевых передачах.

Организация межсетевого взаимодействия средствами сетевого уровня эталонной моде­ли ВОС, в основе которого лежит организация совместной или единой транспортной служ­бы для всей составной или единой транспортной сети, служит основой для интеграции различных сетевых технологий в современных цифровых сетях.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: