Livello di rete: tipi e problemi di progettazione

Nell'ambito dell'intera informatica, l'approccio di Rete Layer aiuta a conoscere le interazioni di rete contorte. Arriva l'esposizione di molti livelli di rete, ma l'unico modello ben noto è l'approccio OSI con 7 livelli. Il modello OSI (Open System Interconnection) delinea il quadro chiaro della trasmissione dei dati attraverso protocolli standard. Ma cosa eseguono esattamente questi sette strati? In questo framework di rete, i livelli inferiori (1-4) lavorano principalmente sulla trasmissione dei dati e i livelli superiori (5-7) indirizzano i dati a livello di applicazione. Ogni livello viene consegnato con le attività corrispondenti e quindi passa le informazioni al livello successivo. In questo articolo, andremo con il concetto di livello di rete, funzionalità, problemi, protocolli e servizi.

Cos'è il livello di rete?

Il livello di rete ha la responsabilità della gestione sottorete prestazione. Questo livello è più focalizzato per controllare le operazioni di trasmissione dei dati, tecnologie di instradamento e commutazione, inoltro e sequenziamento dei pacchetti, gestione degli errori, gestione della creazione di percorsi logici e controllo della congestione.

Tipi di livelli di rete

Le prestazioni collaborative di tutti i sette livelli nel modello di rete OSI lo rendono l'approccio più ampiamente implementato in tutte le applicazioni.

Approccio OSI

La sessione seguente descrive la funzionalità di ogni livello:

1). Livello applicazione

Mantiene tutte le interazioni tra uomo e computer e dove l'applicazione può avere accessibilità per le attività di rete. Significa che il livello dell'applicazione offre servizi per attività quali posta elettronica, software di rete e trasmissioni di file. Nel modello OSI, questo livello ha protocolli di comunicazione e approcci di interfaccia utilizzati per la comunicazione da processo a processo attraverso un IP. Questo livello standardizza la comunicazione e si basa sul livello di trasporto sottostante per amministrare lo scambio di informazioni e stabilire percorsi di trasferimento dati da host a dati.

2). Livello di presentazione

Qui le informazioni sono mantenute in un formato utilizzabile e qui avviene la funzionalità dei dati crittografia . Il livello di presentazione opera per trasmettere le informazioni nel modello accettato dal livello dell'applicazione. In pochi casi, questo livello è definito come un livello di sintassi. Questo livello garantisce che i dati forniti dal livello dell'applicazione in un sistema siano decifrabili dal livello dell'applicazione dell'altro sistema.

3). Livello di sessione

Funziona sulla funzionalità delle connessioni e detiene la responsabilità della gestione di varie sessioni e porte. Il livello di sessione lavora per coordinare e concludere conversazioni, discussioni tra applicazioni e scambi.

4). Livello di trasporto

Questo strato svolge l'attività di trasmissione dei dati attraverso protocolli costituiti da UDP e TCP. Trasferisce le informazioni tra host e sistemi finali. Gestisce il recupero degli errori end-to-end e la regolazione del flusso. Il livello di trasporto fornisce servizi come la gestione del flusso, il multiplexing, la comunicazione orientata alla connessione e persino la gestione della coerenza. Questo livello detiene la responsabilità della consegna delle informazioni all'esatto processo di applicazione attraverso i computer host. Ha anche il multiplexing statistico dove questo va con la segmentazione dei dati, l'aggiunta di ID di porta di origine e di destinazione nell'intestazione del livello di trasporto.

5). Livello di rete

Decide l'indirizzo del percorso fisico che le informazioni devono essere trasmesse. Questo livello è più focalizzato per controllare le operazioni di trasmissione dei dati, tecnologie di instradamento e commutazione, inoltro e sequenziamento di pacchetti, gestione degli errori, creazione di indirizzi logici e controllo della congestione.

6). Livello di collegamento dati

Questo livello funziona sull'operazione di crittografia e decrittografia dei pacchetti di dati. Fornisce informazioni sul protocollo di trasmissione e controlla gli errori che si verificano nel livello fisico, nella regolazione del flusso e nella sincronizzazione dei frame. Questo livello fornisce servizi come il framing dei pacchetti di dati, la sincronizzazione dei frame, l'indirizzamento fisico, la commutazione store-and-forward e molti altri.

7). Livello fisico

Trasmette informazioni grezze attraverso il supporto fisico. Il livello fisico fornisce l'interfaccia meccanica, procedurale ed elettrica per il mezzo di trasmissione. Descrive anche le frequenze di trasmissione, la proprietà dei connettori elettrici e altri fattori di basso livello.

Funzioni del livello di rete

Siamo chiari sulle terminologie di cui sopra che il livello di rete esegue:

• Indirizzamento - Mantiene sia gli indirizzi di origine che di destinazione nell'intestazione del frame. Il livello di rete esegue l'indirizzamento per scoprire i dispositivi specifici sulla rete.
• Packetizing - Il livello di rete lavora sulla conversione dei pacchetti ricevuti dal suo livello superiore. Questa funzione è realizzata dal protocollo Internet (IP).
• Routing - Essendo considerato come la funzionalità principale, il livello di rete sceglie il percorso migliore per la trasmissione dei dati da un punto di origine alla destinazione.
• Internetworking - Internetworking funziona per fornire una connessione logica su più dispositivi.

Problemi di progettazione del livello di rete

Il livello di rete presenta alcuni problemi di progettazione e possono essere descritti come di seguito:

1). Commutazione di pacchetti Store-and-Forward

Qui, gli elementi più importanti sono le apparecchiature del vettore (la connessione tra i router attraverso le linee di trasmissione) e le apparecchiature del cliente.

commutazione di pacchetto store-and-forward

• H1 ha una connessione diretta con il router del vettore 'A', mentre H2 è connesso al router del vettore 'F' su una connessione LAN.
• Uno dei router del vettore 'F' è puntato all'esterno dell'apparecchiatura del vettore in quanto non rientra nel vettore, mentre viene considerato come protocollo, software e costruzione.
• Questa rete di commutazione esegue la trasmissione dei dati quando l'host (H1) con un pacchetto lo trasferisce al router vicino LAN (o) connessione punto a punto al vettore. Il corriere immagazzina il pacchetto fino a quando non arriva completamente, quindi conferma il checksum.
• Quindi, dopo, il pacchetto viene trasmesso sul percorso fino a raggiungere H2.

2). Servizi forniti al livello di trasporto

Attraverso l'interfaccia del livello di rete / trasporto, il livello di rete fornisce i suoi servizi al livello di trasporto. Si potrebbe incontrare la domanda su quale tipo di servizi fornisce il livello di rete?

Quindi, ci muoveremo con la stessa domanda e scopriremo i servizi offerti.

I servizi offerti dal livello di rete sono delineati considerando pochi obiettivi. Quelli sono:

• L'offerta di servizi non deve dipendere dalla tecnologia del router
• Il livello di trasporto deve essere protetto dal tipo, dal numero e dalla topologia dei router disponibili.
• La rete che indirizza il livello di trasporto deve seguire uno scenario di numerazione coerente anche alle connessioni LAN e WAN.

Nota: Segue lo scenario orientato alla connessione o senza connessione

Qui sono possibili due raggruppamenti in base ai servizi offerti.

Senza connessione - Qui, l'instradamento e l'inserimento dei pacchetti nella sottorete vengono eseguiti individualmente. Non è necessaria alcuna configurazione aggiuntiva

Orientato alla connessione - La sottorete deve offrire un servizio affidabile e tutti i pacchetti vengono trasmessi su un unico percorso.

3). Implementazione del servizio senza connessione

In questo scenario, i pacchetti sono definiti come datagrammi e la sottorete corrispondente è definita come sottorete del datagramma. L'instradamento nella sottorete del datagramma è il seguente:

subnet del datagramma

tavola della verità

Quando la dimensione del messaggio da trasmettere è 4 volte la dimensione del pacchetto, il livello di rete si divide in 4 pacchetti e quindi trasmette ciascun pacchetto al router 'A' attraverso alcuni protocolli. Ogni router è dotato di una tabella di instradamento dove decide i punti di destinazione.
Nella figura sopra, è chiaro che i pacchetti da 'A' devono essere trasmessi a B o C anche quando la destinazione è 'F'. La tabella di instradamento di 'A' è chiaramente delineata sopra.

Mentre nel caso del pacchetto 4, il pacchetto da 'A' viene instradato a 'B', anche il nodo di destinazione è 'F'. Il pacchetto 'A' sceglie di trasmettere il pacchetto 4 attraverso un percorso diverso rispetto ai tre percorsi iniziali. Ciò potrebbe accadere a causa della congestione del traffico lungo il percorso ACE. Così la

4). Implementazione del servizio orientato alla connessione

Qui, la funzionalità del servizio orientato alla connessione funziona sulla sottorete virtuale. Una sottorete virtuale esegue l'operazione di evitare un nuovo percorso per ogni trasmissione di pacchetti. In sostituzione di ciò, quando si forma una connessione, viene selezionato e mantenuto nelle tabelle un percorso da un nodo di origine a un nodo di destinazione. Questo percorso svolge la sua azione al momento della congestione del traffico.

Nel momento in cui la connessione viene rilasciata, anche la sottorete virtuale viene chiusa. In questo servizio, ogni pacchetto porta il proprio identificatore che indica l'indirizzo esatto del circuito virtuale. Il diagramma seguente mostra il file algoritmo di instradamento nella sottorete virtuale.

Implementazione del servizio orientato alla connessione

Protocolli di routing a livello di rete

I protocolli di routing di rete sono di molti tipi. Di seguito vengono descritti tutti i protocolli:

1). Routing Information Protocol

Questo protocollo è implementato principalmente nella rete LAN e WAN. Qui, è classificato come un protocollo di gateway interno interno all'utilizzo di un algoritmo di vettore di distanza.

2). Protocollo di routing del gateway interno

Questo protocollo viene utilizzato per l'instradamento delle informazioni interne al sistema indipendente. L'obiettivo principale alla base di questo protocollo è di annientare i limiti del RIP nelle reti complicate. Gestisce anche varie metriche per ogni percorso insieme a coerenza, larghezza di banda e carico di ritardo. Il salto maggiore è di 255 e gli aggiornamenti di instradamento vengono trasmessi al ritmo di 90 secondi.

3). Apri prima il percorso più breve

È considerato il protocollo di routing attivo utilizzato principalmente nei protocolli Internet. Soprattutto, è il protocollo di instradamento dello stato del collegamento e passa alla classificazione del protocollo del gateway interno.

4). Protocollo gateway esterno

Il miglior protocollo di instradamento scelto per l'attività Internet è il protocollo gateway esterno. Ha uno scenario diverso rispetto ai protocolli del vettore di percorso e distanza. Questo protocollo segue la topologia come quella di un albero.

5). Protocollo di routing del gateway interno migliorato

È il protocollo di instradamento a vettore di distanza che migliora l'ottimizzazione, diminuendo l'instabilità nell'instradamento che si verifica dopo la modifica della topologia, oltre all'utilizzo della larghezza di banda e della capacità di elaborazione. In generale, l'ottimizzazione dipende dal lavoro DUAL di SRI che assicura il processo senza loop e fornisce la possibilità di una giunzione rapida.

6). Border Gateway Protocol

Questo protocollo è responsabile del mantenimento di una tabella di reti di protocolli Internet che gestiscono la capacità di avvicinamento alla rete tra AS. Questo è articolato sotto forma di un protocollo vettoriale di percorso. Qui, le metriche IGP generali non sono implementate ma vanno con le decisioni che dipendono dal percorso e dalle regole di rete.

7). Da sistema intermedio a sistema intermedio

Questo è utilizzato principalmente dai dispositivi di rete in cui decide il metodo migliore per la trasmissione di un datagramma e questo scenario è definito come routing.

Servizi di livello di rete

Il livello di rete fornisce servizi che consentono ai dispositivi finali di scambiare informazioni attraverso la rete. Per ottenere ciò, utilizza quattro processi in cui questi sono

• Indirizzamento dei dispositivi finali
• Incapsulamento
• Routing
• De-incapsulamento

Con tutti i protocolli di routing, i tipi, i servizi e altri framework, il livello di rete rappresenta un ottimo supporto per il modello OSI. La funzionalità del livello di rete contiene in ogni router. I protocolli più generali che sono in relazione al livello di rete sono Protocollo Internet e Netware IPX / SPX. Poiché il livello di rete è stato implementato da molte organizzazioni, apprendere informazioni più approfondite su quali sono gli approcci a cui è associato il livello di rete?