RM OSI

 Reference Model of Open Systém Interconnection

 

Tato architektura byla vytvořená v roce 1979 organizací ISO (Industrial Standard Organization).

Charakteristiky:

  1. uzly systému se rozdělují na koncové uzly komunikující po síti, mezilehlé systémy zabezpečující vlastní komunikaci.
  2. komunikace je rozdělena do sedmi vzájemně komunikujících vrstev
  3. komunikace probíhá přesně definovaným způsobem mezi sousedicími vrstvami prostřednicvím služebních entit-vrstev

 

Fyzická vrstva - Physical Layer - PL

Na této vrstvě dochází k přenosu samotných bitů.

Kanál - technický prostředek umožňující jednosměrný přenos dat.

Okruh - obousměrný kanál

Komutovaný - pouze slouží po dobu přenosu (telefonní linky)

Pevný - je pořád k dispozici (pevná linka)

 

Přenosová média:

Koaxiální kabel

- RG58 - 50 Ohmů - tenký ethernet

- RG8 - 50 Ohmů - tlustý ethernet

- RG59 - 75 Ohmů - televizní kabel

- RG62 - 93 Ohmů - tenký arknet

Kroucená dvoulinka

Třídy:

1., 2. Do 4 Mbps

3. 10 (16) Mbps

4. 20 Mbps

5. 100 Mbps (5++ 155 Mbps)

6. 622 Mbps

 

Optický kabel

Single vidové - má jedno vlákno. Přenos na dlouhé vzdálenosti.

Multi vidové

 

Bezdrátový přenos

- Low power single frequence1-5 Mbps25 m

- High power single frequence 1-10 Mbps 100-1000 m

- Spread spectrum radio 2-6 Mbps 10 km

- Microvlné spojení

- Satelitní spojení

- Infračervené spojení

 

Conection type

- Point to point (tiskárna - počítač)

- Multi point ( jeden vysílač více příjimačů

 

Fyzické topologie sítí

wpe4.jpg (1455 bytes)

Typy přenosů dat

wpeB.jpg (1189 bytes)

 

Čtení hodnot ze signálu

Current state - čtení aktuální hodnoty v daném okamžiku. Podle stavu se vyhodnotí hodnota.

State transition - měří se změna signálu

Manchester - synchronizace na úrovni bitů. Časová synchronizace.

Z 1 na 0 = 1

Z 0 na 1 = 0

wpe10.jpg (4180 bytes)

 Unipolární

wpe11.jpg (3550 bytes)

 

Modulace analogového signálu

wpe16.jpg (2886 bytes)

 změna amplitudy

 wpe1F.jpg (3965 bytes)

 změna fáze

wpe20.jpg (3763 bytes)

 

Časová synchronizace

Asynchronní - každý bit má jinou délku. Nutnost Start a Stop bitů.

Při asynchronním sériovém přenosu mohou být jednotlivé znaky (přesněji značky) přenášeny s libovolnými časovými odstupy mezi sebou. Příjemce pak ovšem nemůže předem vědět, kdy začíná další znak, a proto musí být schopen jeho příchod podle vhodného příznaku rozpoznat. Tímto příznakem je tzv. start-bit (též rozběhový prvek), kterým začíná každý asynchronně přenášený znak. Příchod start-bitu je pro příjemce současně i možností správně si nastavit své měřítko času (přesněji svou časovou základnu). To je nutné proto, aby příjemce správně určil časové okamžiky, kdy má vyhodnocovat stav jednotlivých datových bitů, které po start-bitu následují.

Za vlastními datovými bity může následovat jeden tzv. paritní bit (viz dále) a konečně tzv. stop-bit (též závěrný prvek), jehož délka obvykle odpovídá délce jednoho nebo dvou datových bitů. Stop-bit v sobě nenese žádnou informaci; jeho smyslem je pouze zajistit určitý minimální odstup mezi jednotlivými znaky - vyslání následujícího znaku může začít nejdříve po odvysílání celého předchozího znaku, tedy včetně jeho stop-bitu.

Synchronní - jsou sesynchronizované signály.

Při synchronním přenosu jsou obvykle přenášeny celé bloky znaků. Datové bity jednotlivých znaků přitom následují těsně po sobě, bez jakýchkoli časových odstupů, a nejsou prokládány žádnými start- či stop-bity (mohou však být doplněny jedním paritním bitem). Začátek bloku je indikován jedním nebo několika speciálními synchronizačními znaky (tzv. znaky SYN), jejichž hlavním smyslem je zajistit potřebnou časovou synchronizaci odesilatele i příjemce - tzn. pomoci příjemci přesně stanovit časové okamžiky, ve kterých má vyhodnocovat jednotlivé datové bity. Blok znaků je pak opět zakončen synchronizačními znaky, které mohu (ale nemusí) být nepřetržitě vysílány až do začátku následujícího datového bloku.

Synchronní přenos je obecně rychlejší než asynchronní, neboť není zatížen režií připadající na start- a stop-bity. Jeho technická a programová realizace však bývá poněkud složitější než u přenosu asynchronního.

Typy synchronizací:

  1. Časová - pomocí datového signálu
  2. Samostatný časový kanál
  3. Vzorkování - 10 Mbps - vysílač, 100 Mbps - příjimač.

 

Přenos podle šířky pásma

 wpe21.jpg (2385 bytes)

 Broad Bend - více signálů v kanálu

wpe22.jpg (2791 bytes)

 

Multiplexing

 wpe23.jpg (3754 bytes)

 Time divizion multiplexing - rozdělím kanál na úseky. Ty přidělím stanicím.

 wpe24.jpg (2704 bytes)

 Statistical multiplexing - rozdělím kanál na úseky. Přidělím pouze těm, které mají požadavek na přenos.

wpe25.jpg (2747 bytes)

 

Zařízení pracující na fyzické vrstvě

 

Linková vrstva - Data Link Layer - DLL

Přenáší framy. Zajišťuje spojení mezi dvěma prvky na stejném segmentu. Tato vrstva se skládá ze dvou podvrstev.

 

1) Media Access Control - MAC

Má na starosti fyzické adresování. Řízení přístupu k médiu, je hardwarově závislá.

Logická topologie - nezávislá na rozmístění drátů

BUS- jedna stanice vyšle signál, všechny ho příjmou.

RING - 1 stanice vyšle signál, příjme jedna v daném směru

př.: Token Ring - Fyzicky - hvězda. Logicky - kruh.

 wpe26.jpg (2951 bytes)

Media Access - přístup k médiu. Ve framu je zabudována zdrojová i cílová adresa.

Metody přístupu:

Metody přístupu:

Determenistická metoda. Může se ztratit pešek nebo se náhodou udělá další. Proto je zde Monitor, který to sleduj. Vypne-li se, tak se stanice dohodnou, kdo bude Monitor. Složitá implementace (software).

Determenistická - Řídící počítač určuje, která stanice bude vysílat. Musí být spolehlivý řídící počítač.

 

2) Logical Link Control

Řízení přenosu je na logické úrovni. Není hardwarové závislé.Časová synchronizace framu.

Connestion serveces - spojové služby. Řízení toku FLOW CONTROL - potvrzování, řízení rychlosti. Kontrola chyb ERROR CONTROL.

Flow Control

Jednoduché potvrzování.

wpe27.jpg (1780 bytes)

Skupinové potvrzování (pošlu víc a potom potvrdím). Nedojde-li potvrzení v čase T, tak pošlu ještě jednou celý frame.

wpe28.jpg (2285 bytes)

Sliding Window - Tato metoda umožňuje potvrzování a řízení rychlosti přenosu. Menší okénko = pomalejší přenos.

wpe29.jpg (5142 bytes) 

 

Error Control - Může buď pouze detekovat chyby, nebo je může i opravovat.

- kontrolní součet

- Hemingova krychle - co je blíž je správně

- 1 0 1 - nemohu opravit

- 11 00 11 chyba 11 01 11 - nemohu opravit

- 111 000 111 chaba 111 010 111 - no opravit

 

Aktivní prvky

 wpe2A.jpg (2470 bytes)        wpe2B.jpg (2765 bytes)

 

 

Síťová vrstva - Network Layer

Doručuje data od jejich zdroje až k jejich koncovým adresátům.

Zajišťuje:

  1. Nalezení cesty - směrování (ROUTING)

Má několik částí:

  1. HOST (adresa karty)
  2. NETWORK (adresa sítě)
  3. SERVICE (PORT - proces na stanici)
    1. NETWORK : HOST : SERVICE - u TCP/IP v další vyšší vrstvě

u IPX ve třetí vrstvě

 

  1. Logické adresy
  2. Error Control
  3. Flow Control - kontrola (řízení) toku
  4. Congestion Control - kontrola přehlcení směrovacích prvků

Metoda horké brambory - Tato metoda má zabraňovat přehlcení routeru. Cítí-li se daný router zaneprázdněn pošle vše dalším méně zahlcenému.

 

Packet síťové vrstvy = DATAGRAM

 

Fungování síťové vrstvy

Metody:

Spolehlivost přenosu - Potvrzování paketů

Spojovanost přenosu - vyčlenění přesného komunikačniho kanálu a poté přenos všech dat. Opakem je nespojovanost, což rozdělí data na více částí, které jsou posílány různými cestami.

 

Aktivní prvky síťové vrstvy:

ROUTER - má za úkol najít nejlepší cestu na základě METRIKY (METRIKA - určitá kritéria a pravidla pro výběr cesty. Např.: rychlost, cena, ...)

Metody vyhledávání cesty:

    1. ADAPTIVNÍ - přizpůsobují se změnám v sítí
    2. NEADAPTIVNÍ - nereaguje na změny v sítí jako je rychlost, ...

Nalezení cesty:

    1. CENTRALIZOVANÉ
    2. NECENTRALIZOVANÉ - průchod datagramů přes ROUTER

 

Vyhledání nejlepší cesty - založeno na routovacích tabulkách, jejich dynamický obsah vzniká na základě komunikace routerů. Statické tabulky vytváří sám správce. Existuje několik tipů algoritmů vyhledávání. Dělí se na dvě kategorie (spec. Protokoly pro komunikaci mezi routery a pro tvorbu z tabulek).

  1. starší - DISTANCE - VECTOR - RIP
  2. novější - LINK STATE - NLSP, OSPF - nepoužívají informaci z druhé ruky
  3.  

DEFAULT GATEWAY - pokud nemám příjemce v tabulce (odkaz na router ve 3. Vrstvě) jsou data automaticky posílána na defaultní adresu, která se určuje.

 

 

Transportní vrstva - Transport Layer

Přenos dat mezi libovolnými prvky sítě. Oddělena od sítě, pouze komunikuje mezi dvěmi uzly.

Správa spojení

 

Je zde definován port (část adresy TCP/IP)

Symbolická jména v síti - (comenius, sergej, post.cz,...)

  1. SERVICE REQUESTER INITIATED - reaguje na požadavek - DNS - DOMAIN NAME SERVICES. DNS server - převádí IP adresu na symbolická jména (194.212.26.20 - vsps-su.cz).
  2. SERVICE PROVIDER INITIATED - poskytuje - SAP - SERVICE ADVERTIZING PROTOCOL - oznamuj, že poskytuje nějakou službu.

 

 

Relační vrstva - Session Layer

DIALOG MANAGEMENT - naváže spojení, probíhá spojení, ukončí spojení. Slouží pro přenos souborů.

Typy dialogů

 

 

Prezentační vrstva - Presentation Layer

Má na starosti

 

Aplikační vrstva - Application Layer

Komunikuje s aplikacemi. Aplikace dá požadavek na síť aplikační vrstvě. Jsou zde definovány základní služby jako Elektronická pošta, FTP, WWW.