Mrežni sloj: vrste i problemi s dizajnom

U djelokrugu cjelokupne računalne znanosti pristup Mreža Sloj pomaže znati o zamršenim mrežnim interakcijama. Dolazi do izloženosti mnogih mrežnih slojeva, ali jedan dobro poznati model je OSI pristup sa 7 slojeva. Model OSI (Open System Interconnection) ocrtava jasnu sliku prijenosa podataka putem standardnih protokola. Ali, što točno izvodi ovih sedam slojeva? U ovom mrežnom okviru, donji slojevi (1-4) uglavnom rade na prijenosu podataka, a gornji slojevi (5-7) adresiraju podatke na razini aplikacije. Svaki sloj dobiva odgovarajuće zadatke, a zatim prosljeđuje informacije na sljedeći sloj. U ovom ćemo članku ići s konceptom mrežnog sloja, funkcionalnostima, problemima, protokoli , i usluge.

Što je mrežni sloj?

Mrežni sloj snosi odgovornost upravljanja podmreža izvođenje. Ovaj je sloj više fokusiran na kontrolu operacija prijenosa podataka, usmjeravanja i prebacivanja tehnologija, prosljeđivanja i sekvenciranja paketa, rukovanja pogreškama, rješavanja stvaranja logičkih ruta i kontrole zagušenja.

Vrste mrežnih slojeva

Izvedba svih sedam slojeva u OSI mrežnom modelu čini ga suradnjom kao najčešće primjenjivani pristup u svim aplikacijama.

OSI pristup

Sljedeća sesija opisuje funkcionalnost svakog sloja:

1). Sloj aplikacije

Održava sve ljudske i računalne interakcije i gdje aplikacija može imati pristup mrežnim aktivnostima. To znači da aplikacijski sloj nudi usluge za aktivnosti poput e-pošte, mrežnog softvera i prijenosa datoteka. U OSI modelu ovaj sloj ima komunikacijske protokole i pristupe povezivanju koji se koriste za komunikaciju od procesa do procesa putem IP-a. Ovaj sloj samo standardizira komunikaciju i temelji se na donjem transportnom sloju kako bi upravljao razmjenom informacija i uspostavio rute prijenosa podataka od hosta do podataka.

2). Prezentacijski sloj

Ovdje se podaci održavaju u uporabljivom formatu i ovdje se događa funkcionalnost podataka šifriranje . Prezentacijski sloj djeluje tako da prenosi informacije u modelu koje aplikacijski sloj prihvaća. U nekoliko slučajeva ovaj se sloj naziva slojem sintakse. Ovaj sloj osigurava da podaci dostavljeni aplikacijskim slojem u jednom sustavu mogu dešifrirati aplikacijski sloj drugog sustava.

3). Sloj sesije

Radi na funkcionalnosti veza i snosi odgovornost za upravljanje raznim sesijama i portovima. Sloj sesije radi na koordiniranju i završavanju razgovora, rasprava između aplikacija i razmjena.

4). Transportni sloj

Ovaj sloj obavlja aktivnost prijenosa podataka putem protokola koji se sastoje od UDP-a i TCP-a. Prenosi informacije preko domaćina i krajnjih sustava. Upravlja oporavkom pogrešaka s kraja na kraj i regulacijom protoka. Transportni sloj pruža usluge poput upravljanja protokom, multipleksiranja, komunikacije orijentirane na povezivanje, pa čak i upravljanje dosljednošću. Ovaj sloj snosi odgovornost za dostavu informacija do točnog postupka prijave putem računala domaćina. Također ima statističko multipleksiranje, gdje to ide sa segmentacijom podataka, dodavanjem ID-a izvora i odredišnog porta u zaglavlju transportnog sloja.

5). Mrežni sloj

Odlučuje o adresi fizičkog puta koji podaci moraju biti preneseni. Ovaj je sloj više fokusiran na kontrolu operacija prijenosa podataka, usmjeravanja i prebacivanja tehnologija, prosljeđivanja i sekvenciranja paketa, rukovanja pogreškama, adresiranja stvaranja logičkih ruta i kontrole zagušenja.

6). Sloj podatkovne veze

Ovaj sloj radi na operaciji šifriranja i dešifriranja paketa podataka. Pruža informacije o protokolu prijenosa i kontrolira pogreške koje se javljaju na fizičkom sloju, regulaciji protoka i sinkronizaciji okvira. Ovaj sloj pruža usluge poput uokvirivanja podatkovnih paketa, sinkronizacije okvira, fizičkog adresiranja, prebacivanja spremišta i prosljeđivanja i mnogih drugih.

7). Fizički sloj

Prenosi sirovu vrstu informacija kroz fizički medij. Fizički sloj osigurava mehaničko, proceduralno i električno sučelje za prijenosni medij. Opisuje čak i frekvencije emitiranja, svojstvo električnih konektora i druge čimbenike niske razine.

Funkcije mrežnog sloja

Razjasnimo gornje terminologije koje mrežni sloj izvodi:

• Adresiranje - Održava i izvornu i odredišnu adresu u zaglavlju okvira. Mrežni sloj vrši adresiranje kako bi otkrio određene uređaje na mreži.
• Paketiranje - Mrežni sloj radi na pretvorbi paketa primljenih s gornjeg sloja. Ova je značajka postignuta internetskim protokolom (IP).
• Usmjeravanje - Smatrajući se glavnom funkcionalnošću, mrežni sloj bira najbolji put za prijenos podataka od izvorne točke do odredišta.
• Internet rad - Internetsko umrežavanje omogućuje logičnu vezu na više uređaja.

Pitanja dizajna mrežnog sloja

Mrežni sloj dolazi do određenih problema s dizajnom i oni se mogu opisati na sljedeći način:

1). Spremi i proslijedi prebacivanje paketa

Ovdje su najvažniji elementi oprema prijevoznika (veza između usmjerivača kroz dalekovode) i oprema kupca.

spremanje i preusmjeravanje paketa

• H1 ima izravnu vezu s usmjerivačem nosača 'A', dok je H2 povezan s usmjerivačem nosača 'F' putem LAN veze.
• Jedan od usmjerivača nosača 'F' usmjeren je izvan opreme nosača jer ne potpada pod nosač, dok se smatra protokolima, softverom i konstrukcijom.
• Ova komutacijska mreža izvodi se kada se prijenos podataka dogodi kada ga domaćin (H1) s paketom prenese na obližnji usmjerivač putem LAN (ili) veza od točke do točke s prijevoznikom. Nosač sprema paket dok ne stigne u potpunosti, čime potvrđuje kontrolnu sumu.
• Zatim se paket prenosi putem, dok se ne dosegne H2.

2). Usluge pružene transportnom sloju

Kroz sučelje mrežnog / transportnog sloja mrežni sloj pruža svoje usluge transportnom sloju. Moglo bi se naići na pitanje koju vrstu usluga pruža mrežni sloj?

Stoga ćemo krenuti s istim upitom i saznati ponuđene usluge.

Usluge koje nudi mrežni sloj navedene su s obzirom na nekoliko ciljeva. To su:

• Ponuda usluga ne smije ovisiti o tehnologiji usmjerivača
• Transportni sloj treba zaštititi od vrste, broja i topologije dostupnih usmjerivača.
• Mrežno adresiranje transportnog sloja mora slijediti dosljedan scenarij numeriranja i na LAN i WAN vezama.

Bilješka: Slijedi scenarij orijentiranosti na vezu ili bez nje

Ovdje su moguće dvije skupine na temelju ponuđenih usluga.

Bez veze - Ovdje se usmjeravanje i umetanje paketa u podmrežu obavlja pojedinačno. Nije potrebno dodatno postavljanje

Orijentiran na vezu - Podmreža mora nuditi pouzdanu uslugu i svi se paketi prenose na jednoj ruti.

3). Provedba usluge bez veze

U ovom se scenariju paketi nazivaju datagramima, a pripadajuća podmreža podmarom datagrama. Usmjeravanje u podmreži datagrama je sljedeće:

podmreža datagrama

tablica istine

Kada je veličina poruke koja se mora poslati 4 puta veća od veličine paketa, tada se mrežni sloj podijeli na 4 paketa, a zatim putem nekoliko protokola prenosi svaki paket na usmjerivač 'A'. Svaki usmjerivač ima tablicu usmjeravanja u kojoj odlučuje o odredišnim točkama.
Na gornjoj je slici jasno da se paketi iz 'A' moraju prenositi ili na B ili C, čak i kada je odredište 'F'. Tablica usmjeravanja 'A' jasno je navedena gore.

Dok je u slučaju paketa 4, paket iz 'A' preusmjeren u 'B', čak je i odredišni čvor 'F'. Paket 'A' odabire prijenos paketa 4 putem koji nije drugačiji od početna tri puta. To bi se moglo dogoditi zbog zagušenja prometa na stazi ACE. Dakle,

4). Implementacija usluge orijentirane na vezu

Ovdje funkcionalnost usluge orijentirane na vezu radi na virtualnoj podmreži. Virtualna podmreža izvodi operaciju izbjegavanja nove putanje za svaki paketni prijenos. Kao zamjena za to, kada postoji veza, odabire se ruta od izvornog do odredišnog čvora i održava u tablicama. Ova ruta djeluje u vrijeme gužve u prometu.

U trenutku kada se veza oslobodi, virtualna podmreža također se odbacuje. U ovoj usluzi svaki paket nosi vlastiti identifikator koji navodi točnu adresu virtualnog sklopa. Donji dijagram prikazuje algoritam usmjeravanja u virtualnoj podmreži.

Implementacija usluge orijentirane na vezu

Protokoli za usmjeravanje mrežnog sloja

Protokoli mrežnog usmjeravanja su mnogih vrsta. Svi su protokoli opisani u nastavku:

1). Usmjeravanje protokola informacija

Ovaj se protokol uglavnom implementira u LAN i WAN mrežu. Ovdje je klasificiran kao interni protokol mrežnog prolaza koji interno koristi algoritam vektora udaljenosti.

2). Protokol za usmjeravanje unutarnjih prolaza

Ovaj se protokol koristi za usmjeravanje podataka internih u neovisni sustav. Glavni cilj ovog protokola je uništiti ograničenja RIP-a u kompliciranim mrežama. Čak upravlja raznim mjernim podacima za svaki put, zajedno s dosljednošću, širinom pojasa i kašnjenjem opterećenja. Najveći je skok od 255, a ažuriranja usmjeravanja prenose se brzinom od 90 sekundi.

3). Prvo otvorite najkraći put

Smatra se aktivnim protokolom usmjeravanja koji se uglavnom koristi u internetskim protokolima. To je posebno protokol usmjeravanja stanja veze i prelazi u klasifikaciju internog protokola pristupnika.

4). Protokol vanjskog pristupnika

Najbolji protokol usmjeravanja odabran za internetske aktivnosti je protokol vanjskog pristupnika. Ima drugačiji scenarij u usporedbi s protokolima vektora putanje i udaljenosti. Ovaj protokol slijedi topologiju poput stabla.

5). Poboljšani protokol za usmjeravanje unutarnjih prolaza

Protokol usmjeravanja na daljinu i vektor u poboljšanju optimizacije smanjuje nestabilnost usmjeravanja koji se događa nakon izmjene topologije, uz upotrebu propusnosti i mogućnosti obrade. Općenito, optimizacija ovisi o DUALNOM radu SRI-a koji osigurava postupak bez petlje i pruža mogućnost brzog spajanja.

6). Protokol graničnog prolaza

Ovaj je protokol odgovoran za održavanje tablice mreža internetskih protokola koje upravljaju mrežnim pristupnim sposobnostima između AS-a. To je artikulirano u obliku protokola vektorskog puta. Ovdje se opće IGP metrike ne provode, već se donose odluke ovisno o putu i mrežnim pravilima.

7). Intermedijarni sustav do srednjeg sustava

To se uglavnom koristi kod mrežnih uređaja gdje se odlučuje o najboljoj metodi za prijenos datagrama, a ovaj se scenarij naziva rutiranjem.

Usluge mrežnog sloja

Mrežni sloj pruža usluge koje krajnjim uređajima dopuštaju razmjenu informacija širom mreže. Da bi to postigao, koristi četiri procesa u kojima su ti postupci

• Obraćanje završnim uređajima
• Kapsulacija
• Usmjeravanje
• Dekapsulacija

Uz sve protokole usmjeravanja, vrste, usluge i druge okvire, mrežni sloj predstavlja veliku podršku OSI modelu. Funkcionalnost mrežnog sloja sadrži svaki usmjerivač. Najopćenitiji protokoli koji su u odnosu na mrežni sloj su Internetski protokol i mrežni softver IPX / SPX. Kako su mrežne razine implementirale mnoge organizacije, naučite dublje uvide o tome s kojim su pristupima povezani mrežni sloj?