Võrgukiht: tüübid ja selle kujundamise probleemid

Kogu arvutiteaduse ulatuses käsitleb Võrk Kiht aitab teada keerdunud võrgusuhtlustest. Seal on paljude võrgukihtide ekspositsioon, kuid üks tuntud mudel on OSI-lähenemine 7 kihiga. OSI (Open System Interconnection) mudel kirjeldab andmeedastuse selget pilti standardprotokollide kaudu. Kuid mida need seitse kihti täpselt täidavad? Selles võrguraamistikus töötavad alumised kihid (1–4) enamasti andmeedastusega ja ülemised kihid (5–7) adresseerivad rakendustaseme andmeid. Iga kiht saadetakse koos vastavate ülesannetega ja seejärel edastatakse teave järgmisele kihile. Selles artiklis käsitleme võrgukihi mõistet, funktsioone, probleeme, protokollid ja teenused.

Mis on võrgukiht?

Võrgukihil lasub vastutus haldamise eest alamvõrk jõudlus. See kiht on rohkem suunatud andmeedastuse, marsruutimise ja vahetamise tehnoloogiate, pakettide edastamise ja järjestamise, vigade käsitsemise, loogiliste marsruutide loomise ja ülekoormuse juhtimise toimingute juhtimisele.

Võrgukihtide tüübid

OSI võrgumudeli kõigi seitsme kihi koostöötulemus muudab selle kõigi rakenduste kõige laiemini rakendatavaks lähenemisviisiks.

OSI lähenemine

Allpool olev seanss kirjeldab iga kihi funktsionaalsust:

1). Rakenduskiht

See hoiab kõiki inimeste ja arvutite vastastikuseid mõjusid ning kus rakendusel võib olla juurdepääs võrgutegevustele. See tähendab, et rakenduskiht pakub teenuseid näiteks e-posti, võrgutarkvara ja failiedastuse jaoks. OSI-mudelis on sellel kihil sideprotokollid ja liidestavad lähenemisviisid, mida kasutatakse protsesside vaheliseks suhtlemiseks IP kaudu. See kiht lihtsalt standardiseerib sidepidamise ja põhineb allpool toodud transpordikihil teabevahetuse haldamiseks ja host-to-data andmeedastusviiside loomiseks.

2). Esitluskiht

Siin hoitakse teavet kasutatavas vormingus ja siin toimub andmete funktsionaalsus krüpteerimine . Esitluskiht edastab mudelis oleva teabe, mida rakenduskiht aktsepteerib. Mõnel juhul nimetatakse seda kihti süntaksikihiks. See kiht tagab, et rakenduskihi ühes süsteemis edastatud andmed on dešifreeritavad teise süsteemi rakenduskihi poolt.

3). Sessiooni kiht

Töötab ühenduste funktsionaalsusega ja vastutab erinevate seansside ja pordide haldamise eest. Sessioonikiht töötab kooskõlastades ja lõpetades vestlusi, rakenduste vahelisi arutelusid ja vahetusi.

4). Transpordikiht

See kiht teostab andmeedastuse tegevust protokollide kaudu, mis koosnevad UDP-st ja TCP-st. See edastab teavet hostide ja lõppsüsteemide vahel. Haldab otsast lõpuni vigade taastamist ja voo reguleerimist. Transpordikiht pakub selliseid teenuseid nagu vooluhaldus, multipleksimine, ühendusele orienteeritud suhtlus ja haldab isegi järjepidevust. See kiht vastutab teabe edastamise eest täpse rakendusprotsessi kaudu hostarvutite kaudu. Sellel on ka statistiline multipleksimine, kus see hõlmab andmete segmenteerimist, lähtekoodi ja sihtkoha pordi ID lisamist transpordikihi päisesse.

5). Võrgukiht

See otsustab füüsilise tee aadressi, mida teave tuleb edastada. See kiht on rohkem suunatud andmeedastuse, marsruutimise ja vahetamise tehnoloogiate, pakettide edastamise ja järjestamise, vigade käsitsemise, loogiliste marsruutide loomise ja ülekoormuse juhtimise toimingute juhtimisele.

6). Andmelingi kiht

See kiht töötab andmepakettide krüptimise ja dekrüpteerimisega. See annab teavet edastamisprotokolli kohta ja kontrollib vigu, mis ilmnevad füüsilises kihis, voo reguleerimises ja kaadri sünkroonimises. See kiht pakub selliseid teenuseid nagu andmepakettide kadreerimine, kaadrite sünkroniseerimine, füüsiline adresseerimine, salvestamine ja edastamine ning paljud teised.

7). Füüsiline kiht

Edastab toortüüpi teavet füüsilise andmekandja kaudu. Füüsiline kiht tagab ülekandekeskkonna mehaanilise, protseduurilise ja elektrilise liidese. Selles kirjeldatakse isegi ringhäälingusagedusi, elektriühenduste omadusi ja muid madala taseme tegureid.

Võrgukihi funktsioonid

Olgem ülaltoodud terminoloogiate osas selged, et võrgukiht toimib:

• Pöördumine - Säilitab raami päises nii lähte- kui ka sihtkoha aadressi. Võrgukiht teostab adresseerimist, et teada saada konkreetsed seadmed võrgus.
• Pakettimine - Võrgukiht töötab selle ülemisest kihist saadud pakettide teisendamisel. Selle funktsiooni täidab Interneti-protokoll (IP).
• Marsruutimine - Kuna peamiseks funktsionaalsuseks peetakse võrgukiht, valib ta andmeedastuseks lähtekohast sihtkohta parima tee.
• Internetitöö - Internetitöö töötab loogilise ühenduse loomiseks mitme seadme vahel.

Võrgukihi kujundamise probleemid

Võrgukihil on teatud disainiprobleeme ja neid saab kirjeldada järgmiselt:

1). Salvestamine ja edastamine pakettide vahetamisel

Siin on kõige olulisemad elemendid operaatori varustus (ruuterite vaheline ühendus ülekandeliinide kaudu) ja kliendi varustus.

salvestamine ja edastamine pakettide vahetamisel

• H1-l on otseühendus kanduruuteriga ‘A’, samas kui H2 on kohtvõrguühenduses ühendatud kanduruuteriga ’F’.
• Üks kanduruuterist „F” on suunatud väljaspool operaatori seadmeid, kuna see ei kuulu kanduri alla, kui seda peetakse protokollideks, tarkvaraks ja ülesehituseks.
• See lülitusvõrk toimib, kui andmete edastamine toimub siis, kui paketiga host (H1) edastab selle lähedalasuvasse ruuterisse Kohtvõrk (või) punkt-punktühendus kanduriga. Vedaja hoiab paketti selle täieliku saabumiseni, kinnitades kontrollsummat.
• Seejärel edastatakse pakett üle tee, kuni on saavutatud H2.

2). Transpordikihile osutatavad teenused

Võrgu / transpordikihi liidese kaudu edastab võrgukiht oma teenused transpordikihile. Võib tulla küsimus, mis tüüpi teenuseid võrgukiht pakub?

Niisiis, liigume sama päringuga ja saame teada pakutavad teenused.

Võrgukihi pakutavad teenused on välja toodud väheseid eesmärke arvestades. Need on:

• Teenuste pakkumine ei tohi sõltuda ruuteri tehnoloogiast
• Transpordikihti tuleb kaitsta saadaolevate ruuterite tüübi, arvu ja topoloogia eest.
• Transpordikihti adresseeriv võrk peab järgima järjepidevat numeratsioonistsenaariumi ka LAN- ja WAN-ühenduste korral.

Märge: Edasi tuleb stsenaarium ühendusele orienteeritud või ühenduseta

Siin on pakutavate teenuste põhjal võimalik kaks rühmitamist.

Ühenduseta - Siin toimub pakettide suunamine ja lisamine alamvõrku individuaalselt. Täiendav seadistamine pole vajalik

Ühendusele orienteeritud - Alamvõrk peab pakkuma usaldusväärset teenust ja kõik paketid edastatakse ühel marsruudil.

3). Ühenduseta teenuse juurutamine

Selle stsenaariumi korral nimetatakse pakette datagrammideks ja vastavat alamvõrku datagrammide alamvõrguks. Datagrammi alamvõrgus marsruutimine on järgmine:

datagrami alamvõrk

tõetabel

Kui edastatava sõnumi suurus on 4 korda suurem kui paketi suurus, jaguneb võrgukiht 4 paketiks ja edastab seejärel iga paketi marsruuterile A mõne protokolli kaudu. Igal ruuteril on marsruutimistabel, kus ta otsustab sihtpunktid.
Ülaltoodud joonisel on selge, et paketid tähelt A tuleb edastada kas B-le või C-le, isegi kui sihtkoht on F. A-marsruudi tabel on eespool selgelt välja toodud.

Kui 4. paketi puhul suunatakse pakett punktist A punktini B, siis isegi sihtkohasõlm on F. Pakett A valib paketi 4 edastamise teistsuguse tee kaudu kui kolm esimest teed. See võib juhtuda liiklusummikute tõttu ACE teel. Seega

4). Ühendusele orienteeritud teenuse juurutamine

Siin töötab ühendusele orienteeritud teenuse funktsionaalsus virtuaalses alamvõrgus. Virtuaalne alamvõrk teostab iga paketi edastamise jaoks uue tee vältimise toimingu. Selle asendajana valitakse ühenduse loomisel marsruudi lähtesõlmelt sihtsõlmele ja hoitakse seda tabelites. See marsruut täidab oma tegevust liiklusummikute ajal.

Ajal, mil ühendus vabastatakse, lükatakse ka virtuaalne alamvõrk tagasi. Selles teenuses on igal paketil oma identifikaator, mis ütleb virtuaalse vooluahela täpse aadressi. Allpool olev diagramm näitab marsruutimisalgoritm virtuaalses alamvõrgus.

Ühendusele orienteeritud teenuse juurutamine

Võrgukihi marsruutimise protokollid

Võrgu marsruutimise protokolle on mitut tüüpi. Kõiki protokolle on kirjeldatud allpool:

1). Marsruuditeabe protokoll

Seda protokolli rakendatakse peamiselt LAN- ja WAN-võrgus. Siin klassifitseeritakse see sisevärava protokolliks, mis on sisemine kaugusevektori algoritmi kasutamisel.

2). Sisevärava marsruutimisprotokoll

Seda protokolli kasutatakse sõltumatu süsteemi sisese teabe suunamiseks. Selle protokolli peamine eesmärk on hävitada RIP-i piirangud keerulistes võrkudes. See haldab isegi iga tee erinevaid mõõdikuid koos järjepidevuse, ribalaiuse ja viivituskoormusega. Suurim hüpe on 255 ja marsruudi värskendusi edastatakse kiirusega 90 sekundit.

3). Esmalt avage lühim tee

Seda peetakse aktiivseks marsruutimisprotokolliks, mida kasutatakse enamasti Interneti-protokollides. Eelkõige on see link-state marsruutimisprotokoll ja liigub sisemise lüüsi protokolli klassifikatsiooni.

4). Välise värava protokoll

Parim Interneti-tegevuse jaoks valitud marsruutimisprotokoll on välise lüüsi protokoll. Sellel on teistsuguste stsenaariumide võrdlus tee ja kauguse vektorite protokollidega. See protokoll järgib topoloogiat nagu puu oma.

5). Tõhustatud sisevärava marsruutimisprotokoll

See on kauguse-vektori marsruutimisprotokoll optimeerimise täiustamisel, mis vähendab marsruutimise ebastabiilsust, mis juhtub pärast topoloogia modifitseerimist lisaks ribalaiuse ja töötlemisvõime kasutamisele. Üldiselt sõltub optimeerimine SRI DUAL-tööst, mis tagab kontuurivaba protsessi ja annab võimaluse kiireks ristmikuks.

6). Piirivärava protokoll

See protokoll vastutab Interneti-protokolli võrkude tabeli hooldamise eest, mis haldab AS-i vahelist võrgule lähenemisvõimet. See on liigendatud rajavektoriprotokolli kujul. Siin üldisi IGP mõõdikuid ei rakendata, vaid need lähevad koos otsuste ja võrgureeglitega otsuste juurde.

7). Intermediate System-Intermediate System

Seda kasutatakse enamasti võrguseadmetes, kus see otsustab parima meetodi datagrammi edastamiseks ja seda stsenaariumi nimetatakse marsruutimiseks.

Võrgukihiteenused

Võrgukiht pakub teenuseid, mis võimaldavad lõppseadmetel kogu võrgus teabevahetust. Selle saavutamiseks kasutab ta nelja protsessi, kus need on

• Lõppseadmete adresseerimine
• Kapseldamine
• Marsruutimine
• Kapseldamine

Kõigi marsruutimisprotokollide, -tüüpide, -teenuste ja muude raamistike korral on võrgukiht suurepärane tugi OSI-mudelile. Võrgukihi funktsionaalsus sisaldab igas ruuteris. Kõige üldisemad võrgukihiga seotud protokollid on Interneti protokoll ja Netware IPX / SPX. Kuna paljud organisatsioonid on rakendanud võrgukihti, õppige sügavamalt teadma, millised on lähenemisviisid, millega võrgukiht on seotud?