Verkkokerros: tyypit ja sen suunnitteluongelmat

Koko tietojenkäsittelytieteen piirissä lähestymistapa Verkko Kerros auttaa tuntemaan mutkaisia ​​verkon vuorovaikutuksia. Siellä tulee esiin monien verkkokerrosten altistuminen, mutta yksi hyvin tunnettu malli on OSI-lähestymistapa, jossa on 7 kerrosta. OSI (Open System Interconnection) -malli kuvaa selkeän kuvan tiedonsiirrosta vakioprotokollien avulla. Mutta mitä nämä seitsemän kerrosta tarkalleen tekevät? Tässä verkkokehyksessä alemmat kerrokset (1-4) työskentelevät enimmäkseen tiedonsiirrossa ja ylemmät kerrokset (5-7) osoittavat sovellustason dataa. Jokainen kerros lähetetään vastaavilla tehtävillä ja välitetään sitten tieto seuraavalle tasolle. Tässä artikkelissa käsitellään verkkokerroksen käsitettä, toimintoja, kysymyksiä, protokollia ja palvelut.

Mikä on verkkokerros?

Verkkokerros on vastuussa hallinnasta aliverkko esitys. Tämä kerros keskittyy tarkemmin tiedonsiirron, reititys- ja kytkentätekniikoiden, pakettien edelleenlähetys- ja sekvensointitoimintojen, virhekäsittelyn, loogisten reittien luomisen ja ruuhkien hallinnan toimintojen hallintaan.

Verkkokerrosten tyypit

OSI-verkkomallin kaikkien seitsemän kerroksen yhteistyösuorituskyky tekee siitä laajimman lähestymistavan kaikissa sovelluksissa.

OSI-lähestymistapa

Seuraava istunto kuvaa kunkin tason toiminnot:

1). Sovelluskerros

Se ylläpitää kaikkia ihmisten ja tietokoneiden välisiä vuorovaikutuksia ja sitä, missä sovelluksella voi olla pääsy verkon toimintoihin. Se tarkoittaa, että sovelluskerros tarjoaa palveluja esimerkiksi sähköpostiin, verkko-ohjelmistoihin ja tiedostojen lähetyksiin. OSI-mallissa tällä kerroksella on tiedonsiirtoprotokollia ja rajapintamenetelmiä, joita käytetään prosessin väliseen tiedonsiirtoon IP: n kautta. Tämä kerros vain standardoi viestinnän ja pohjautuu alla olevaan siirtokerrokseen tietojen vaihdon hallinnoimiseksi ja isäntän ja datan välisten tiedonsiirtoreittien luomiseksi.

2). Esityskerros

Täällä tiedot säilytetään käyttökelpoisessa muodossa, ja tässä tapahtuu tietojen toiminnallisuus salaus . Esityskerros lähettää tiedon mallissa, jonka sovelluskerros hyväksyy. Joissakin tapauksissa tätä kerrosta kutsutaan syntaksikerrokseksi. Tämä kerros varmistaa, että sovelluskerroksen yhdessä järjestelmässä toimittamat tiedot voidaan purkaa toisen järjestelmän sovelluskerroksessa.

3). Istunnon kerros

Toimii yhteyksien toimivuuden kanssa ja on vastuussa eri istuntojen ja porttien hallinnasta. Istuntokerros koordinoi ja päättää keskustelut, keskustelut sovellusten välillä ja vaihdot.

4). Kuljetuskerros

Tämä kerros suorittaa tiedonsiirron aktiivisuuden UDP: stä ja TCP: stä koostuvien protokollien kautta. Se siirtää tietoja isäntien ja loppujärjestelmien välillä. Hallitsee end-to-end-virheiden palautusta ja vuon säätelyä. Siirtokerros tarjoaa palveluja, kuten virtauksen hallinta, multipleksointi, yhteyspainotteinen viestintä ja jopa johdonmukaisuuden hallintaa. Tämä kerros on vastuussa tietojen toimittamisesta tarkalle hakuprosessille isäntäkoneiden kautta. Siinä on myös tilastollista multipleksointia, missä tämä liittyy tietojen segmentointiin, lähde- ja kohdeporttitunnusten lisääminen siirtokerroksen otsikkoon.

5). Verkkokerros

Se päättää fyysisen polun osoitteen, joka tieto on lähetettävä. Tämä kerros keskittyy tarkemmin tiedonsiirron, reititys- ja kytkentätekniikoiden, pakettien edelleenlähetys- ja sekvensointitoimintojen, virheiden käsittelyn, loogisten reittien luomisen ja ruuhkien hallinnan toimintoihin.

6). Data Link Layer

Tämä kerros toimii datapakettien salauksen ja salauksen purkamisen kanssa. Se tarjoaa tietoa lähetysprotokollasta ja ohjaa virheitä, joita esiintyy fyysisessä kerroksessa, vuon säätelyssä ja kehysten synkronoinnissa. Tämä kerros tarjoaa palveluja, kuten datapakettien kehystys, kehyssynkronointi, fyysinen osoite, tallennus ja edelleenlähetys ja monet muut.

7). Fyysinen kerros

Välittää raakaa tietoa fyysisen välineen kautta. Fyysinen kerros tarjoaa mekaanisen, menettelyllisen ja sähköisen rajapinnan siirtovälineelle. Siinä kuvataan jopa lähetystaajuuksia, sähköliittimien ominaisuutta ja muita matalan tason tekijöitä.

Verkkokerroksen toiminnot

Olkoon selvä yllä olevista termeistä, joita verkkokerros suorittaa:

• Osoitus - Ylläpitää sekä lähde- että kohdeosoitetta kehyksen otsikossa. Verkkokerros suorittaa osoitteen selvittääksesi tietyt verkon laitteet.
• Pakettiminen - Verkkokerros toimii sen ylemmästä kerroksesta vastaanotettujen pakettien muuntamisessa. Tämä ominaisuus toteutetaan Internet Protocol (IP) -toiminnolla.
• Reititys - Koska verkkokerros katsotaan tärkeimmäksi toiminnaksi, se valitsee parhaan reitin tiedonsiirtoon lähdekohdasta kohteeseen.
• Internet-työskentely - Verkkotyö tuottaa loogisen yhteyden useille laitteille.

Verkkokerroksen suunnitteluongelmat

Verkkokerroksessa esiintyy tiettyjä suunnitteluongelmia, ja ne voidaan kuvata seuraavasti:

1). Säilytä ja välitä pakettikytkentä

Tärkeimmät elementit ovat operaattorin laitteet (reitittimien välinen yhteys voimajohtojen kautta) ja asiakkaan laitteet.

tallentaa ja välittää pakettikytkentä

• H1: llä on suora yhteys operaattorireitittimeen A, kun taas H2 on kytketty kantoreitittimeen ”F” LAN-yhteydellä.
• Yksi kantoaaltoreitittimestä F on osoitettu operaattorin laitteiden ulkopuolelle, koska se ei kuulu kantoaallon piiriin, vaikka sitä pidetään protokollina, ohjelmistoina ja rakenteena.
• Tämä kytkentäverkko toimii, kun tiedonsiirto tapahtuu, kun isäntä (H1) paketilla siirtää sen läheiselle reitittimelle Lähiverkko (tai) pisteestä pisteeseen -yhteys operaattoriin. Operaattori tallentaa paketin, kunnes se saapuu kokonaan, mikä vahvistaa tarkistussumman.
• Sen jälkeen paketti lähetetään polun yli, kunnes H2 on saavutettu.

2). Kuljetustasolle tarjottavat palvelut

Verkko / siirtokerrosrajapinnan kautta verkkokerros toimittaa palvelunsa siirtokerrokselle. Voidaan kohdata kysymys, minkä tyyppisiä palveluja verkkokerros tarjoaa?

Joten, siirrymme samalla kyselyllä ja selvitämme tarjotut palvelut.

Verkkokerroksen tarjoamat palvelut on hahmoteltu muutama tavoite huomioon ottaen. Nuo ovat:

• Palvelujen tarjoaminen ei saa riippua reitittintekniikasta
• Siirtokerros on suojattava käytettävissä olevien reitittimien tyypiltä, ​​numerolta ja topologialta.
• Liikennekerroksen osoittavan verkon on noudatettava johdonmukaista numerointiskenaariota myös LAN- ja WAN-yhteyksissä.

Huomautus: Seuraavaksi tulee yhteyskeskeisen tai yhteydettömän skenaario

Tässä on kaksi ryhmittelyä tarjottujen palveluiden perusteella.

Yhteydetön - Tässä pakettien reititys ja lisäys aliverkkoon suoritetaan erikseen. Lisäasetuksia ei tarvita

Yhteys suuntautunut - Aliverkon on tarjottava luotettavaa palvelua ja kaikki paketit lähetetään yhdellä reitillä.

3). Yhteydetön palvelu

Tässä skenaariossa paketteja kutsutaan datagrammiksi ja vastaavaa aliverkkoa datagrammin aliverkoksi. Reititys datagrammin aliverkossa on seuraava:

datagrammin aliverkko

totuuspöytä

Kun lähetettävän viestin koko on nelinkertainen paketin kokoon nähden, verkkokerros jaetaan neljään pakettiin ja lähettää sitten kukin paketti reitittimelle A muutaman protokollan kautta. Jokaiselle reitittimelle on annettu reititystaulukko, jossa se päättää kohdepisteet.
Edellä olevassa kuvassa on selvää, että paketit A: sta on lähetettävä joko B: lle tai C: lle, vaikka kohde olisi F. A: n reititystaulukko on selkeästi esitetty edellä.

Paketin 4 tapauksessa A-paketti reititetään kohtaan B, jopa kohdesolmu on F. Paketti A päättää lähettää paketin 4 eri polun kautta kuin kolme ensimmäistä polkua. Tämä voi tapahtua ACE-polun liikenneruuhkien vuoksi. Joten

4). Yhteyslähtöisen palvelun toteutus

Tässä yhteydessä yhteyspainotteisen palvelun toiminnallisuus toimii virtuaalisessa aliverkossa. Virtuaalinen aliverkko suorittaa uuden polun välttämisen operaation jokaiselle pakettilähetykselle. Tämän korvikkeena, kun yhteys muodostetaan, reitti lähdesolmusta kohdesolmuun valitaan ja ylläpidetään taulukoissa. Tämä reitti suorittaa toimintansa ruuhkien aikana.

Kun yhteys vapautetaan, myös virtuaalinen aliverkko hylätään. Tässä palvelussa jokaisella paketilla on oma tunniste, joka ilmoittaa virtuaalipiirin tarkan osoitteen. Alla oleva kaavio näyttää reititysalgoritmi virtuaalisessa aliverkossa.

Yhteyslähtöisen palvelun toteutus

Verkkokerroksen reititysprotokollat

Verkon reititysprotokollat ​​ovat erityyppisiä. Kaikki protokollat ​​on kuvattu alla:

1). reititysinformaatioprotokolla

Tämä protokolla toteutetaan pääasiassa LAN- ja WAN-verkoissa. Tässä se luokitellaan sisäisen yhdyskäytävän protokollaksi, joka on sisäinen etäisyysvektorialgoritmin hyödyntämiselle.

2). Sisäyhdyskäytävän reititysprotokolla

Tätä protokollaa käytetään sisäisen tiedon reitittämiseen riippumattomaan järjestelmään. Tämän protokollan päätavoitteena on tuhota RIP: n rajoitukset monimutkaisissa verkoissa. Se hallitsee jopa erilaisia ​​mittareita jokaiselle polulle sekä johdonmukaisuutta, kaistanleveyttä ja viivekuormitusta. Suurin hyppy on 255 ja reitityspäivitykset lähetetään 90 sekunnin nopeudella.

3). Avaa ensin lyhin polku

Sitä pidetään aktiivisena reititysprotokollana, jota käytetään enimmäkseen Internet-protokollissa. Erityisesti se on linkkitilan reititysprotokolla ja siirtyy sisäisen yhdyskäytävän protokollan luokitukseen.

4). Ulkopuolinen yhdyskäytäväprotokolla

Paras Internet-toimintaan valittu reititysprotokolla on ulkoisen yhdyskäytävän protokolla. Sillä on erilainen skenaario verrattuna polku- ja etäisyysvektoriprotokolliin. Tämä protokolla noudattaa topologiaa kuten puu.

5). Parannettu sisäyhdyskäytävän reititysprotokolla

Se on etäisyys-vektorireititysprotokolla optimoinnin parantamisessa ja reitityksen epävakauden väheneminen tapahtuu topologian muokkaamisen jälkeen kaistanleveyden ja prosessointikyvyn käytön lisäksi. Yleensä optimointi riippuu SRI: n DUAL-työstä, joka varmistaa silmukkavapaan prosessin ja tarjoaa mahdollisuuden nopeaan risteykseen.

6). Rajayhdyskäytävän protokolla

Tämä protokolla on vastuussa Internet-protokollaverkkotaulukon ylläpidosta, jotka hallitsevat verkon lähestymiskykyä AS: n välillä. Tämä on esitetty polkuvektoriprotokollan muodossa. Tällöin yleisiä IGP-mittareita ei toteuteta, mutta ne tehdään polku- ja verkkosääntöjen mukaan.

7). Intermediate System-Intermediate System

Tätä käytetään enimmäkseen verkkolaitteissa, joissa se päättää parhaan tavan datagrammin lähettämiseen, ja tätä skenaariotunnusta kutsutaan reititykseksi.

Verkkokerroksen palvelut

Verkkokerros tarjoaa palveluja, jotka mahdollistavat päätelaitteiden tiedonvaihdon verkon kautta. Tämän saavuttamiseksi se käyttää neljää prosessia, joissa ne ovat

• Päätelaitteiden osoite
• Kapselointi
• Reititys
• Kapseloinnin poistaminen

Kaikkien reititysprotokollien, tyyppien, palvelujen ja muiden kehysten kanssa verkkokerros on suuri tuki OSI-mallille. Verkkokerroksen toiminnallisuus sisältää jokaisessa reitittimessä. Yleisimmät verkkokerrokseen liittyvät protokollat ​​ovat Internet-protokolla ja Netware IPX / SPX. Kun verkkokerros on ollut käytössä useissa organisaatioissa, opi syvällisempiä näkemyksiä siitä, mihin lähestymistapoihin verkkokerros liittyy?