Tutoriál (3. díl): Počítačové sítě – Modely datových sítí 2. část (CCNA1)

Tutoriál (3. díl): Počítačové sítě – Modely datových sítí 2. část (CCNA1)

Minule jsem zlehka nakousl OSI model a jeho první tři vrstvy, které jsou na zopakování a vysvětlenou nejjednodušší. Začnu již s těmi důležitějšími vrstvami OSI modelu a to transportní, síťovou, linkovou a fyzickou.

Minulé díly:
Druhý díl – Modely datových sítí 1. část (CCNA1)
První díl – Úvod do datových sítí (CCNA1)

Transportní vrstva

Nejdůležitější činností transportní vrstvy je zejména segmentace (datová jednotka „PDU – protocol data unit“ této vrstvy se nazývá segment) dat z vrchních vrstev do datového toku (z toku z více aplikací do jednoho datového toku == multiplexing) a následné zpětné sestavení zpět do datové podoby pro horní vrstvy.
Dále také slouží pro přenos dat mezi koncovými klienty a pro navazování a ukončování logického spojení mezi příjemcem a odesílatelem

Přenos dat může probíhat dvěma způsoby pomocí protokolu UDP nebo TCP (výhody a nevýhody obou si popíšeme později). Spolehlivé neboli spojované služby zajišťuje protokol TCP a nespojované neboli nespolehlivé zase UDP.

Protože se pohybuje v rámci CCNA, tak Cisco klade důraz hlavně na spolehlivou komunikaci (s pomocí TCP), která využívá několika mechanizmů pro spolehlivost komunikace.

Řízení toku dat

V rámci spojované komunikace transportní vrstva pro zajištění datové integrity využívá několika mechanizmů. Takže nemůže například dojít k přeplnění bufferů na přijímací straně, které způsobí ztrátu dat.
Spojovaná komunikace, pomocí příslušných protokolů, je zajištěna tak, že:

  • Všechny doručené segmenty musí být potvrzeny protistranou
  • Nepotvrzené segmenty se automaticky vysílají znovu
  • Segmenty jsou po přijetí seřazeny do správného pořadí
  • Dochází k udržování vhodného datového toku pro zabránění zahlcení a přetížení cílového umístění, kde by tak docházelo ke ztrátě dat

Spojovaná komunikace

Pro započetí komunikace musí vysílající strana začít (inicializovat) spojení pomocí tzv. „třícestného navazování komunikace“ (three-way handshake). Což je takové zdvořilé požádání o navázání komunikace. Po skončení přenosu dojde k ukončení spojení a přerušení virtuálního okruhu.

Jak je vidět na obrázku níže, tak komunikace je započata žádostí o synchronizaci od vysílající strany. Po přijetí je dohodnuto spojení a zpět odesláno potvrzení. Následně již dochází k přenosu dat (ve formě segmentů).

Průběh navázání komunikace [zdroj: Cisco]

Během přenosu spolu obě strany komunikují ohledně zahlcenosti či volnosti svých bufferů. Pokud totiž vysílají strana vysílá větší množství segmentů, tak příjemce si je ukládá do bufferu (vyrovnávací paměti), který takový krátkodobý výkyv pokryje. Jestliže je tento přísun dlouhodobý, tak příjemce, díky mechanizmům spojované komunikace, vyšle signál „Nepřipraven“. Tím dojde k zastavení přísunu dat dokud příjemce nevyšle signál „Připraven“ po zpracování předchozí várky segmentů.

Pro spojovanou komunikaci jsou tedy charakteristické následující vlastnosti:
  • inicializace virtuálního okruhu pomocí „three-way handshake“
  • řazení segmentů 
  • potvrzování
  • řízení toku (bufferování, posun okna a prevence zahlcení)

Posun okna

Jistě uznáte, že posílaní dat po jednom segmentu a čekání na potvrzení by celý proces přenosu velmi zpomalilo. Pro urychlení komunikace existuje tedy mechanizmus posunu okna.
Oknem se nazývá množství segmentů (v bajtech), které může odesílatel odeslat bez potřeby potvrzení pro každý z nich. Velikost okna si partneři dohodnou a v případě potřeby (nepřijetí všech segmentů, malá velikost okna a pod.) zvětší či zmenší.

Potvrzení přijetí

Snad nejdůležitější z mechanismů pro zajištění spolehlivé komunikace, díky kterému je zajištěna integrita datového toku.
Jakmile odesílatel odešle určitý počet segmentů (dle velikosti okna), tak určitý čas čeká na potvrzení protistranou, která si následně vyžádá další segment abychom mohli znovu vyslat dávku segmentů.
Pokud nedojde k potvrzení, tak jsou segmenty odeslány znova.

Co si hlavně pamatovat?

Transportní vrstva zajišťuje segmentaci (PDU je zde segment), navazování a ukončování spojení a virtuálních okruhů. Navazování komunikace pomocí „three-way handshake“.
Jsou možné dva typy komunikace a to spojovaná (spolehlivá) a nespojovaná (nespolehlivá). Nespolehlivá využívá UDP protokolu. Spolehlivá využívá TCP protokolu a spolehlivost zajišťuje řízením toku dat (bufferingem, posunem okna a potvrzováním).
To by k transportní vrstvě bylo vše a dále nás tedy čeká síťová, linková a fyzická vrstva.
  • Pokud se ti článek líbil, tak sdílení potěší 😉

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

73 + = 79