Počítačové sítě 2

Sov modely

Potaov st
VUT v Brn
Fakulta podnikatelsk

Lekce 2 Sov modely

Ing. Viktor Ondrk, Ph.D.

strana 1

Lekce 2

Sov modely

Vysok uen technick v Brn, fakulta podnikatelsk

Komunikace aplikac

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 2

koncov uzel 1

koncov uzel 2

Aplikace 1 - prohle www strnek

Aplikace 2 - sdlen disk

Aplikace 3 - pipojen sov tiskrny

Aplikace 4 - stahovn soubor

aplikace

Aplikace 1 - FTP server

Aplikace 2 - pipojen sdlenho disku

Aplikace 3 - sdlen sov tiskrny

Aplikace 4 - WWW server

aplikace


Centralizace sovch slueb

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 3

koncov uzel 1

koncov uzel 2

Aplikace 1

Aplikace 2

Aplikace 3

Aplikace 4

aplikace bez sovch slueb

Aplikace 1

Aplikace 2

Aplikace 3

Aplikace 4


Spolen sov sluby

operanho systm

Spolen sov sluby

operanho systmu

Fyzick komunikace

Logick komunikace


Dekompozice sovch slueb

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 4

Aplikace 1

Aplikace 2

Aplikace 3

Aplikace 4


Spolen sov sluby

operanho systm

Aplikace 1

Aplikace 2

Aplikace 3

Aplikace 4


Vrstva

Vrstva

Vrstva

Vrstva

Rozdlen spolench sovch

slueb

na men relativn samostatn

vzjemn spolupracujc sti

Vhody:
jednodu een mench stnezvisl vvoj jednotlivch stmodularita

Poadavky na dekompozici

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 5

Poadavky na dekompozici:
jednotliv vrstvy mus bt relativn samostatninnost jednotlivch vrstev mus bt deterministickvrstvy mus bt piblin stejn vytenyvrstvy mus bt azeny hierarchicky (ni vrstva vdy poskytuje sluby vy vrstv)innost ni vrstvy je urovna vy vrstvoukomunikace je mon pouze mezi sousedcmi vrstvamikomunikace mezi vrstvami mus bt pesn definovnakomunikace mezi vrstvami mus bt co nejjednodulogick komunikace probh vdy mezi stejnolehlmi vrstvami dvou uzl (za vyuit slueb ni vrstvy)

Komunikace mezi vrstvami

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 6

Aplikace 1

Vrstva n-1

Vrstva n-2

Vrstva 1

Vrstva n

Uzel 1

Aplikace 1 chce poslat data aplikaci 2
rovnocennm partnerem je pro ni prv jen aplikace 2 na protilehlm uzluz hlediska aplikace 1 probh komunikace prv jen s aplikac 2 i kdy s n nem pm fyzick kontakt (logick komunikace)fyzicky mus vyut sluby vrstvy n uzlu 1vrstv n ped data a pkaz, e je m zaslat aplikaci 2vlastn obsah dat je pro vrstvu n nevznamn
logick komunikace

Aplikace 2

Vrstva n-1

Vrstva n-2

Vrstva 1

Vrstva n

Uzel 2

fyzick

komunikace



Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 7

Aplikace 1

Vrstva n-1

Vrstva n-2

Vrstva 1

Vrstva n

Uzel 1

Vrstva n uzlu 1 mus doruit data vrstv n uzlu 2
rovnocennm partnerem je pro ni prv jen vrstva n na protilehlm uzluz hlediska vrstvy n uzlu 1 probh komunikace prv jen s vrstvou n uzlu 2 i kdy s n nem pm fyzick kontakt (logick komunikace)fyzicky mus vyut sluby vrstvy n-1 uzlu 1vrstv n-1 ped data a pkaz, e je m zaslat vrstv n uzlu 2vlastn obsah dat je pro vrstvu n-1 nevznamn
logick komunikace

Aplikace 2

Vrstva n-1

Vrstva n-2

Vrstva 1

Vrstva n

Uzel 2

fyzick

komunikace



Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 8

Aplikace 1

Vrstva n-1

Vrstva n-2

Vrstva 1

Vrstva n

Uzel 1

logick komunikace

Aplikace 2

Vrstva n-1

Vrstva n-2

Vrstva 1

Vrstva n

Uzel 2

fyzick

komunikace

fyzick komunikace



Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 9

Aplikace

Vrstva n+1

Vrstva n

Vrstva n-1

Vrstva

Vrstva

Aplikace

Vrstva n+1

Vrstva n

Vrstva n-1

Vrstva

Vrstva

X

X

Horizontln

komunikace

vdy jen mezi

stejnolehlmi

vrstvami

Vertikln

komunikace

vdy jen mezi

sousedcmi

vrstvami


Vertikln komunikace mezi vrstvami

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 10

Vrstva n+1

Vrstva n

Vrstva n-1

rozhran

rozhran

poskytovn slueb

vyuvn

slueb

pechodov

bod

Mezi vrstvami je definovan rozhran (uruje syntaxi i smantiku komunikace)

Veker komunikace mezi vrstvami probh definovanm pechodovm bodem (data, pkazy, )

(uruje msto pedn)

Specifikace vertikln komunikace nen viditeln z vn uzlu.

Definice rozhran a pechodovch bod je dna konkrtn implementac

Sluby (tedy i rozhran a pechodov body nemus bt standardizovny)


Data pi vertikln komunikaci

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 11

Vrstva n+1

Vrstva n

Vrstva n-1

Data pedvan vrstvou n+1 vrstv n

(tlo)

Data nutn pro komunikaci vrstev n

rznch uzl

(hlavika)

Data pedvan vrstvou n vrstv n-1


Data pi vertikln komunikaci

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 12

Aplikace 1

Vrstva n-1

Vrstva n-2

Vrstva 1

Vrstva n

Uzel 1

Aplikace 1

Vrstva n-1

Vrstva n-2

Vrstva 1

Vrstva n

Uzel 1


Horizontln komunikace mezi vrstvami

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 13

Vrstva n

Vrstva n

tlo

hlavika

PDU
Horizontln komunikace mezi stejnolehlmi vrstvami je s vjimkou nejni vrstvy pouze logick (nen fyzick spojen)jednotkou komunikace je PDU (Protocol Dat Unit) u kad vrstvy se nazv rzn (rmec, paket, datagram,.)Horizontln komunikace se d pravidly protokol

Protokol

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 14

Protokol definuje:

- formt PDU (vznam jednotlivch poloek hlaviky, max./min. dlku, )

- jak komunikace probh

- jak reagovat na nestandardn situace

Kad vrstva me mt nkolik rznch protokol (nap. jeden pro spojovan penos a jeden pro nespojovan penos)

Specifikace vrstev z hlediska horizontln komunikace (protokoly) mus bt znmy z vn uzlu a standardizovny.


Sov model a sov architektura

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 15

Sov model je definice sov struktury (vrstev)

Obsahuje:

- specifikaci potu vrstev

- specifikace loh kad vrstvy

Nedefinuje:

- zpsob, jak maj vrstvy sv lohy plnit (protokoly)

Sov architektura je rozen sovho modelu o specifikace protokol


Standardizace sovch model/architektur

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 16

Potky potaovch st:

proprietln sov architektury (IBM, SNA, .)

- tyto proprietln sov architektury byly poplatn elu a hardwarov architektue

- vzjemn sov komunikace mezi rznmi systmy nebyla mon

- dn z tvrc se nebyl ochoten vzdt sv pracn vyvinut architektury

- obas byly prvky ze sovch architektur silnch implementovny nsiln do jinch architektur


Standardizace sovch model/architektur

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 17

Situaci se pokusila eit ISO

(International Organization for Standardization)

1.Pvodn s nejvy ambic vytvoit standard obecnho otevenho systmu Open Systems Achitecture, kter by standardizoval nejen komunikaci mezi uzly, ale i vnitn chovn systm (tedy horizontln i vertikln komunikaci)

2.Po nespch byly ambice sneny na vytvoen sov architektury Open Systems Interconnection Achitecture, (tedy jen komunikace otevench systm)

3.Nakonec skonila snaha ISO u vytvoen otevenho sovho modelu :Open Systm Interconnection (protokoly byly vyvjeny pozdji a samostatn)

Pro tento model se vil nzev Referenn model ISO/OSI


Referenn model ISO/OSI - legislativa

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 18

V rmci dokument ISO existuj stovky norem tkajcch se referennho modelu ISO/OSI pod tmito skupinami mezinrodnho tdni standard - International Classification for Standards (ICS):

35.100.01 Open systems interconnection in general

35.100.05 Multilayer applications (Including International Standardized Profiles)

35.100.10 Physical layer

35.100.20 Data link layer

35.100.30 Network layer

35.100.40 Transport layer

35.100.50 Session layer

35.100.60 Presentation layer

35.100.70 Application layer

http://www.iso.org


Filosofie RM ISO/OSI

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 19

RM ISO/OSI m znan nedostatky plynouc z historie jeho ednicko-vdeckho zrozen
vznikl shora a byl vnucen uivatelmmnoh pedpoklady asem pozbyly platnostje pli rozshl - tvrci nj zahrnuli ve co by se mohlo nkdy hodit navren een byla z praktickho hlediska pli tkopdn a nerealizovateln
Prakticky se nepouv

Pln roli modelu referennho

reln modely a architektury vychz z jeho logiky


RM ISO/OSI 7 vrstev

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 20

Prvnm krokem pi tvorb RM ISO/OSI

bylo stanoven potu vrstev

Kritria:
innosti na stejnm stupni abstrakce pat do stejn vrstvyodlin funkce mus bt v rznch vrstvchmonost pevzt u existujc standardyminimalizace datovch toky mezi vrstvamijednotliv vrstvy stejnomrn vyten
Po zral vaze byl poet vrstev stanoven na 7


RM ISO/OSI 7 vrstev

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 21

Aplikan vrstva

(Application layer)

Prezentan vrstva

(Presentation layer)

Relan vrstva

(Session layer)

Transportn vrstva

(Transport layer)

Sov vrstva

(Network layer)

Linkov vrstva

(Data link layer)

Fyzick vrstva

(Physical layer)

Vrstvy orientovan

na podporu aplikac

Pizpsobovac vrstva

Vrstvy orientovan

na penos dat


RM ISO/OSI fyzick (1.) vrstva

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 22

001011011010010

Jednotka penosu: 1 bit

Nabzen sluba: pijmi bit, odeli bit

Adresace: nen bity jsou odeslny skrz penosov mdia libovolnmu pjemci

001011011010010

001011011010010

001011011010010

Penosov protokol je zvisl na penosovm mdiu a penosovm prosted


RM ISO/OSI linkov (2.) vrstva

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 23

Jednotka penosu: rmec

Nabzen sluba: penos rmce k uzlm v dosahu svho penosovho mdia

Adresace: lokln adresy

- synchronizace na rovni rmc

- zajitn spolehlivosti (pokud je poadovno)

- zen toku (aby vyslajc nezahltil pjemce, )

- zen pstupu ke sdlenmu mdiu (kolize)

Linkov

vrstva

Fyzick

vrstva

Linkov

vrstva

Fyzick

vrstva

001011 .

0

0

1

0

.

tlo (penen data)

hlavika

patika


RM ISO/OSI sov (3.) vrstva

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 24

Jednotka penosu: paket

Nabzen sluba: penos paketu k libovolnmu uzlu kdekoliv na svt

Adresace: globln adresy

- pes libovoln poet mezilehlch uzl

- hled vhodnou cestu k cli

Linkov

vrstva

Fyzick

vrstva

Linkov

vrstva

Fyzick

vrstva

0

0

1

0

.

tlo

hlavika

Sov

vrstva

Sov

vrstva

hlav.

tlo

pat.

paket


RM ISO/OSI transportn (4.) vrstva

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 25

Jednotka penosu: datagram

Nabzen sluba: - transport datagramu mezi procesy dvou uzl (end-to-end)

- pizpsoben charakteru penosu potebm aplikac

Adresace: porty uruj procesy v rmci uzlu

- nespolehliv na spolehliv

- nespojovan na spojovan (vytv spojen session)

Linkov vrstva

Fyzick vrstva

Sov vrstva

port

port

port

Linkov vrstva

Fyzick vrstva

Sov vrstva

port

port

port

Transportn vrstva

Proces

Proces

Proces

Transportn vrstva

Proces

Proces

Proces


RM ISO/OSI relan (5.) vrstva

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 26

Jednotka penosu: jedno spojen

Nabzen sluba: - veden relace

- podpora transakc

Adresace: nem smysl adresace na clov proces probhla ji na rovni 4. vrstvy

Pklad:

Za relaci lze povaovat nap. surfovn po vce www strnkch jednoho serveru

(stahovn vech objekt 1 strnky meme chpat jako jedno spojen na jeden pkaz)

Relace zajiuje nap.:

- obnoven spojen po peruen

- udruje identitu pihlenho na vech strnkch WWW serveru

- udruje zabezpeen penos na vech strnkch WWW serveru

- udruje posloupnost navtvench strnek

Jedn se o nejmn vytenou vrstvu


RM ISO/OSI presentan (6.) vrstva

Uzel 2

Uzel 1

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 27

Jednotka penosu: nem smysl

Nabzen sluba: - konverze penench dat do podoby, kter rozum aplikan vrstva


Pklady:

a11

a13

a12

a21

a23

a22

a31

a33

a32

a11

a13

a12

a21

a23

a22

a31

a33

a32

a11

a13

a12

a21

a23

a22

a31

a33

a32

Linearizace pol

Uzel 1

(IBM)

00H

00H

12H

34H

00H

12H

00H

Ukldn vcebytovch sel

34H

3

2

0

1

Uzel 2

(Intel)

00H

00H

34H

12H

3

2

0

1


RM ISO/OSI aplikan (7.) vrstva

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 28

Jednotka penosu: nem smysl

Nabzen sluba: - standardizovan sti aplikac


Aplikan vrstva

Prezentan vrstva

Aplikace

st aplikace, kterou lze standardizovat

(nap. penosov mechanizmy klienta elektronick poty)

st aplikace, kterou nelze standardizovat

(vpoetn mechanizmus, uivatelsk rozhran)

Relan vrstva


RM ISO/OSI zhodnocen

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 29

Co pochvlit:
terminologiesystematick struktura (vrstvy, rozhran, sluby, protokoly)nkter protokoly ISO/OSI byly pevzaty a pouvaj se
(X.400 een el.poty, X.500 adresov sluby, )
vhodn pro didaktick ely
Co pohant:
tkopdnostmaximalizmusobtnost vvojenepraktinost

Architektura TCP/IP

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 30
jedn se o sovou architekturu (obsahuje i protokoly)vznikala postupn podle poadavk praxevyuila fungujc een (nap. ethernet,) a navzala na vlastneen vznikaj postupn od jednoduch k sloitjmstandardy vznikaj a po oven eenstandardy TCP/IP jsou voln dostupn a zdarmavrstvy vznikly podle praktickch potebje oteven dalmu vvoji
Zskala irokou podporu vvoj i uivatel

Stala se standardem komunikace


Vrstvy TCP/IP

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 31

Aplikan vrstva

Prezentan vrstva

Relan vrstva

Transportn vrstva

Sov vrstva

Linkov vrstva

Fyzick vrstva

Aplikan vrstva

Transportn vrstva

Sov vrstva

Vrstva sovho

rozhran

jednotn zklady aplikac

(e-mail, penos soubor, )

jednotn transportn protokoly

(TCP, UDP)

jednotn penosov protokol

(IP)

TCP/IP nedefinuje

(vyuv rzn penosov

sov technologie Ethernet,

ATM, Token Ring, )

ISO/OSI

TCP/IP


Vrstva sovho rozhran TCP/IP

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 32

Sov vrstva IP

Vrstva sovho

rozhran
Nejni vrstva, kterou architektura TCP/IP definuje je sovIP over Everything (doke pracovat nad vm co um penet
data mezi sousednmi uzly)
Architektura TCP/IP se nestar o architektury vrstvy sovho rozhran (poet vrstev, protokoly, sluby, rozhran, mdia, )
(existuje vjimka MTU maximln dlka rmce)

Ethernet

ATM

Dial-up

ISDN

ADSL

GPRS

HSCDS

230V

cableTV

satelit

WiFi

atd

WiMax

laser


Aplikan vrstva TCP/IP

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 33

TCP/IP nem presentan a relan vrstvu

- vychz z pedpokladu, e ne vechny aplikace je potebuji

- aplikace, kter je potebuj si mus jejich innosti realizovat samy
k tomuto elu se vyuvaj vcensobn vyuiteln samostatn moduly (nap. XDR eXternal Data Representation, RPC Remote Procedure Call)
Transportn vrstva

Transportn vrstva

Aplikace

Aplikace

Aplikace

RPC

XDR

Aplikace

irok spektrum aplikac

Everything over IP


Konec

Potaov st
VUT v Brn

Lekce 2 Sov modely


strana 34


Počítačové sítě 2

Documents

Transcript of Počítačové sítě 2