Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Ответы на экзаменацонные вопросы Протоколы компьютерных сетей и сетевые операционные сиситемы - файл 1.doc


Ответы на экзаменацонные вопросы Протоколы компьютерных сетей и сетевые операционные сиситемы
скачать (2620 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc2620kb.15.12.2011 12:56скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3   4   5
Реклама MarketGid:
Загрузка...
1. Пояснить назначение сетей ПД и их классификацию.

Сеть передачи данных – это совокупность узлов и каналов электросвязи, специально созданная для организации ПД между источником и получателем данных. Такая сеть называется специализированной. Оконечное оборудование передачи данных, которое устанавливается в абонентском пункте, состоит из оконечного оборудования данных (ООД) и аппаратуры окончания канала данных (АКД). Оконечное оборудование передачи данных часто называют терминалом.

Аппаратура окончания канала данных (АКД) – это аппаратно-программные средства, которые входят в состав сети ПД или дополняют неспециализированную сеть электросвязи и обеспечивают согласование сигналов ООД с характеристиками каналов используемой сети.

В качестве специализированных сетей ПД могут использоваться сети:

  • С коммутацией пакетов по протоколу Х.25

  • С коммутацией пакетов по протоколу IP

  • С ретрансляцией кадров Frame Relay

  • Сети с использованием технологии АТМ (асинхронный режим переноса).

К неспециализированным сетям ПД общего пользования относятся сети:

  • Телефонная сеть общего пользования

  • Цифровая сеть с интеграцией служб ЦСИС (ISDN).

^ Доступ ООД к службе передачи данных может осуществляться по арендованному каналу или физической линии (прямой доступ) либо через промежуточную коммутируемую сеть (сеть доступа), в которой организуется постоянное или коммутируемое соединение.

Рассмотрим подробнее специализированные сети передачи данных.

^ Классификация сетей передачи данных.

Существует много критериев для классификации сетей ПД: по типу абонентов (корпоративные сети и сети общего пользования), по скорости передачи, размеру сети, способам коммутации, структуре сети (иерархическая и неиерархическая). Мы рассмотрим два общепризнанных фактора для различения сетей: технология передачи и масштаб.

Технология передачи.

Существует два основных типа технологий передачи в сетях ПД:

  • ^ Вещание (передача от одного ко многим)

  • Точка – точка.

Сети типа "вещание" имеют один канал передачи, который используют все пользователи сети. В подавляющем большинстве сетей ПД терминалы обмениваются между собой относительно короткими сообщениями, которые имеют специальную структуру и называются "пакет". В определенном поле пакета указывается адрес получателя. Отправленный какой-либо машиной пакет получают все другие машины сети. Каждая машина проверяет поле адреса. Если она обнаруживает в этом поле свой адрес, то приступает к обработке пакета. В противном случае машина игнорирует полученный пакет. Большую часть времени каждая машина находится в состоянии прослушивания канала. Передать пакет машина имеет право, только если канал никем не занят. Ситуация, когда несколько машин начинают передачу одновременно, называется конфликтом. Конфликтующие машины должны прекратить передачу и возобновить ее через случайный промежуток времени.

Сети типа вещание, как правило, используются на географически небольших территориях.

^ Сети "точка – точка" соединяют пару машин индивидуальным каналом. На пути от источника до адресата пакет проходит через несколько промежуточных машин. Поэтому в такой сети необходимо осуществлять маршрутизацию. От эффективности маршрутизации зависит распределение нагрузки и время доставки сообщений в сети. По такому принципу строятся крупные сети, охватывающие большие регионы.

^ Масштаб сети.

По размеру сети ПД можно классифицировать на две группы.

  • Локальные сети (ЛВС, LAN). Локальная сеть обычно охватывает комнату, здание или комплекс зданий.Обеспечивают скорости передачи от 10 Мбит/с до нескольких Гигабит/с. Используют технологию передачи -вещание. В качестве физической среды передачи используется витая пара, коаксиальный кабель или оптоволоконный кабель.Самые распространенные топологии ЛВС: Шина (все машины подключены к одному общему кабелю), Звезда (имеется специальное центральное устройство – хаб, от которого идут лучи к каждой машине), кольцо (информация передается между станциями по кольцу с переприемом в каждой машине).

  • ^ Региональные и глобальные сети (WAN).

Региональные сети располагаются на территории города или области, глобальные – на территории государства или группы государств. Глобальные сети передачи данных обеспечивают доступ удаленных машин пользователей (рабочих станций) к мощным ЭВМ, так называемым ХОСТам или серверам, которые предоставляют свои ресурсы серверам, или обеспечивают взаимодействие удаленных ЛВС. Используется технология передачи точка – точка. Сеть содержит специализированные машины, выполняющие задачи маршрутизации, и которые называются маршрутизаторами или центрами коммутации пакетов. Топология соединения маршрутизаторов определяется требованиями по надежности и стоимости сети. Могут использоваться топологии типа звезда, кольцо, древовидная сеть, полносвязная сеть, нерегулярная.

^ Типы коммутации:

Под коммутацией каналов понимают совокупность операций, выполняемых для получения сквозного канала, связывающего две точки сети (два оконечных пункта или оконечный пункт и удаленный узел коммутации). При этом для пары взаимодействующих точек на время сеанса связи занимаются некоторые ресурсы сети – средства передачи и коммутации. Таким образом, при коммутации каналов сначала организуется сквозной канал передачи сообщений, а затем осуществляется передача. Выделенные ресурсы сети находятся в монопольном владении взаимодействующих точек в течение сеанса связи независимо от того, используются они в данный момент или нет. Узлы с коммутацией каналов обслуживают поступающие вызовы по системе с отказами. Показателем качества обслуживания является процент отказов.

^ Коммутация сообщений КС относится к коммутации с накоплением. Коммутацией с накоплением называется совокупность операций по приему узлом коммутации целого сообщения или его части и последующей передачи в соответствии с содержащимся в нем адресом. Таким образом, сообщение поэтапно передается через ряд узлов в пункт назначения. В случае занятости исходящих каналов в требуемом направлении сообщение хранится в памяти узла до освобождения канала.

К коммутации с накоплением относится и метод коммутации пакетов КП. Он отличается от КС тем, что длинные сообщения передаются не целиком, а разбиваются на относительно короткие части – пакеты. Различают два режима передачи пакетов: режим виртуальных соединений и датаграммный режим. Предполагается, что в будущем телеграммы будут обрабатываться узлами с коммутацией пакетов. В настоящее время КП используется в сетях передачи данных.

^ Принципы коммутации пакетов.

Режим виртуальных соединений.

В сети с виртуальными соединениями или виртуальными каналами абоненту – получателю сначала направляется служебный пакет, прокладывающий виртуальное соединение. В каждом центре коммутации – маршрутизаторе служебный пакет оставляет распоряжение вида: пакеты k-го виртуального соединения, поступающие по i-му физическому каналу, следует направлять в j-й канал с l-м номером виртуального соединения. Таким образом, виртуальное, то есть условное, соединение существует только в памяти машины. Дойдя до машины – получателя служебный пакет запрашивает у нее разрешение на передачу и сообщает, какой объем памяти потребуется для приема. В обратную сторону по тому же маршруту отправляется служебный пакет с положительным или отрицательным подтверждением. Получив положительное подтверждение машина – отправитель приступает к передаче сообщения пакетами, которые в адресной части содержат номер виртуального канала. Пакеты проходят один за другим по виртуальному соединению и поступают в машину – получатель в том же порядке, как были отправлены.

Виртуальное соединение существует до тех пор, пока одна из машин не отправит служебный пакет разъединения, который сотрет инструкции по данному соединению в памяти узлов.

Датаграммный режим.

Термин "датаграмма" используют для обозначения самостоятельного пакета, движущегося в сети независимо от других пакетов данного сообщения. У каждой датаграммы должен быть полный адрес доставки. Получив датаграмму узел коммутации – маршрутизатор направляет ее в сторону смежного узла, максимально приближенного к адресату и ожидает подтверждения получения. Если подтверждение не получено, датаграмма будет отправлена в другой смежный узел, и так до тех пор, пока пакет не будет принят. Существуют различные алгоритмы маршрутизации, но все они направлены на минимизацию среднего времени доставки пакета.
^ 2. ЛВС. Классификация, преимущества.

Локальная я сеть – это коммуникационная система, поддерживающая в пределах здания или группы зданий один или несколько высокоскоростных каналов передачи цифровой информации. Локальные сети используются для объединений компьютеров и рабочих станций в офисах и на предприятиях для предоставления совместного доступа к ресурсам и обмена информацией.

^ Высокоскоростной канал – это канал, скорость передачи информации в котором намного выше, чем у устройств, включенных в локальную сеть.

Существует понятие моноканала - канал используемый совместно всеми компьютерами сети в режиме разделения времени. В каждый момент времени моноканал принадлежит только одному компьютеру.

Сервер – это выделенный для обработки запросов от всех рабочих станций сети многопользовательский компьютер, предоставляющий этим станциям доступ к общим сетевым ресурсам и распределяющий эти ресурсы. Бывает файл-сервер ( для баз данных ), сервер резервного копирования, факс-сервер, почтовый сервер, сервер печати и т.д.

^ Рабочая станция – подключенный к сети компьютер, при помощи которого пользователь получает доступ к ее ресурсам.

ЛВС подразделяются на 2 класса:

- одноранговые, которые представляют собой сеть равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя ( имя компьютера ) и обычно пароль для входа в него во время загрузки ОС.

- иерархические, в которых имеется один или несколько специальных компьютеров- серверов, на которых хранится информация, совместно используемая различными пользователями. Сервер в данных ЛВС – это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Компьютеры, с которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются рабочими станциями.

Классификация локальных сетей.

  1. ^ По назначению:

- управляющие.

- информационные.

- расчетные.

- информационно – расчетные.

- обработка документальной информации.

2. По физической среде передачи:

- витая пара.

- коаксиальный кабель.

- оптоволоконный кабель.

- радиоканал.

- инфракрасный канал.

3. По топологии сети: кольцевая, шинная, звезда,


При кольцевой топологии информация передается между станциями по кольцу только в одном направлении с переприемом ( ретрансляцией ) в каждом сетевом контроллере. При выходе из строя хотя бы одного сетевого контроллера нарушается работа кольца. Отсутствует центральная управляющая станция.

При шинной топологии все компьютеры подключаются к одному общему кабелю – шине. На концах шины устанавливаются ограничители – терминаторы. Данные передаются по сети в направлении обоих концов. Станции не выполняют ни каких ретрансляционных функций. Принимающий узел распознает данные, которые предназначены ему и считывает их из сети. Данная топология довольна проста и экономична, не чувствительна к неисправностям станций, но чувствительна к неисправностям кабеля. Имеет малую протяженность. Основной тип кабеля - коаксиальный.

При топологии звезда имеется специальное центральное устройство ( хаб ) от которого идут отдельные кабели к каждому ПК. Вся информация передается через хаб, который маршрутизирует или ретранслирует информацию получателю. На работу сети мало влияют повреждение отдельного кабеля или компьютера, но сильно зависит от исправности центрального устройства. Основной тип кабеля – витая пара.

4. По скорости:

- низкоскоростные до 10 Мбит/с.

- среднескоростные до 100 Мбит/с.

- высокоскоростные свыше 100 Мбит/с.

^ 5. По организации управления:

- ЛВС с централизованным управлением ( наличие сервера ).

- ЛВС с децентрализованным управлением ( функции сервера распределены между рабочими станциями ).

6^ . По методу доступа к среде передач.

Доступом к сети называют взаимодействие станции со средой передачи данных для обмена информацией с другими станциями. ^ Управление доступом – это установление последовательности, в которой станции получают доступ к среде передачи данных, т.е. среда передачи данных разделяется между множеством сетевых объектов, подключенных к нему. Для корректного разделения решается задача множественного доступа. Множественный доступ – это механизм разделения во времени общего канала между рабочими станциями и серверами, включенными в сеть. Основная проблема при этом – это возникновение одновременной передачи от нескольких станций ( возникает конфликт ). Для снижения или устранения возможности возникновения конфликтов в сети и разработаны специальные алгоритмы – методы доступа.

Существует несколько групп методов доступа:

^ 1.Централизованные и децентрализованные;

2. Детерминированные и случайные.

- Централизованный доступ управляется из центра управления сетью ( сервера ).

- Децентрализованные методы доступа функционируют на основе протоколов, принятых к исполнению всеми рабочими станциями сети, без каких-либо управляющих воздействий со стороны центра.

- Детерминированные методы доступа обеспечивают наиболее полное использование моноканала и описываются протоколами, дающими гарантию каждой станции на определенное время доступа к моноканалу.
^ 32. Пояснить базовую топологию ЛВС.

Сетевая технология – это согласованный набор протоколов и реализующих их аппаратно-программных компонентов, необходимых для построения сети.

^ Сетевая технология Ethernet.

Самая распространенная в настоящее время технология. В первоначальном варианте использовался коаксиальный кабель. Затем были созданы модификации этой технологии:

- 10 Base -2 - использует тонкий коаксиальный кабель. Длина сегмента до 185м. Максимальное количество станций в сегменте 30.

- 10 Base -5 – используется толстый коаксиальный кабель. Длина сегмента до 500м. Число станций в сегменте до 100.

- 10 Base –Т - используется неэкранированную витую пару. Длина сегмента до 100м. Число станций в сегменте до 1024.

- 10 Base –F – используется волоконнооптический кабель. Длина сегмента до 2000м. Число станций в сегменте до 1024.

Технологии Ethernet во многом похожи. Последняя поддерживает не только шинную топологию, но и топологию звезда. Скорость передачи до 10 Мбит/с.

В развитие технологии Ethernet созданы несколько продвинутых вариантов:

1. ^ Fast Ethernet – скорость передачи 100 Мбит/с. Существует три модификации:

- 100 Base –ТХ. Используется экранированная и неэкранированная витая пара. Длина сегмента до 100м.

- 100 Base –Т4. Используется 4-х проводная неэкранированная витая пара с длиной сегмента до 100м.

- 100 Base –FX. Используется волоконнооптический кабель с длиной сегмента до 410м при полудуплексе и до 2000м при дуплексе.

2. ^ Gigabit Ethernet – скорость передачи 1Гбит/с. Используется коаксиальный кабель, экранированная витая пара и волоконнооптический кабель. Длина сегмента от 200м до 5000м в зависимости от модификации.

Модификации:

- 1000 Base –LX. Используется волоконнооптический кабель с длиной волны света 1.3 мкм.

- 1000 Base –SX. Используется волоконнооптический кабель с длиной волны света 0.85 мкм.

- 1000 Base –СX. Используется экранированная витая пара.

- 1000 Base –Т. Используется неэкранированная витая пара.

В сети ^ Gigabit Ethernet будет использоваться управление трафиком, контроль перегрузок и обеспечение качества обслуживания. Стандарт Gigabit Ethernet – один из серьезных соперников развивающейся технологии АТМ.

В технологии Ethernet используется случайный метод доступа. Длина сегмента до185 метров. На 1 сегмент до 30 узлов. На сети может быть не более 3 повторителей. Популярность объясняется надежными, простыми и недорогими технологиями.

Недостатки:

1. при большом количестве машин в сети возникает много коллизий.

2. малая протяженность сети – с повторителями до 925 метров.

3. сложно обнаружить обрыв.

4. нельзя использовать разные типы кабелей.

Достоинства:

1. легко реконфигурируется.

2. устойчивая работа сети при неисправности отдельных узлов.

3. экономичность, гибкость, приспосабливаемость.

Домен коллизий - это часть сети Ethernet, все узлы которой распознают коллизию независимо от того, в какой части этой сети коллизия возникла. Сеть Ethernet, построенная на повторителях, всегда образует один домен коллизий. Домен коллизий соответствует одной разделяемой среде. Мосты, коммутаторы и маршрутизаторы делят сеть Ethernet на несколько доменов коллизий.

^ Сетевая технология Token Ring.

В основном используется в сетях с кольцевой топологией. Для доступа к моноканалу используется метод передачи маркера. Разным рабочим станциям назначаются разные приоритеты. Передача данных по сети может быть 4Мбит/с или 16Мбит/с. Поддерживает экранированную и неэкранированную витую пару, волоконнооптический кабель. Максимальная длина кольца 4000м. Максимальное количество рабочих станций на кольце -260. Реализация данной технологии более дорога и сложна, по сравнению с Ethernet, но достаточно распространена. Сеть Token Ring может строиться на основе нескольких колец, разделенных мостами, маршрутизирующими кадры по принципу «от источника», для чего в кадр Token Ring добавляется специальное поле с маршрутом прохождения колец.

Недостатки:

1. вероятность возникновения в ретранслирующих узлах таких неисправностей при которых узел не сможет ретранслировать информацию, что приведет к разрыву сети.

2. низкая скорость передачи.

Достоинства:

1. нет центрального управляющего узла.

2. за счет усиления сигналов обеспечивается большая протяженность сети.

3. на разных участках можно использовать разные типы кабелей.
Сетевая технология FDDI.

Оптоволоконный интерфейс распределенных данных. Во многом базируется на технологии Token Ring, но ориентирована на волоконнооптические линии связи. Есть возможность использовать и неэкранированную витую пару. Длина кольца до 200 Км. Максимальное количество станций 500. Скорость передачи до 100 Мбит/с. Используется детерминированный маркерный метод доступа - метод кольцевых слотов. Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети. Наличие двух колец - это основной способ повышения отказоустойчивости в сети FDDI, и узлы, которые хотят воспользоваться этим повышенным потенциалом надежности, должны быть подключены к обоим кольцам. В узлах используются хабы, которые в случае обрыва сети осуществляют автосегментацию и посылают кадры в обход неисправного участка по внутреннему кольцу. Данные в кольцах перемещаются в противоположных направлениях. Ввиду большой стоимости внедряется в основном в магистральных каналах и крупных сетях.

^ Сетевая технология ARCNET.

Компьютерная сеть с присоединяемыми ресурсами. Относительно недорогая, простая и надежная в работе технология. Используется только в сетях с ПК. Поддерживает разнообразные линии связи ( коаксиальные, витая пара, волоконнооптический кабель ). Используется в сетях со звездообразной топологи. Доступ к моноканалу осуществляется по методу передачи полномочий. Скорость передачи до 20 Мбит/с. Максимальное число узлов – 255.

Недостатки:

1. при выходе из строя центрального узла сеть не работает.

2. низкая скорость передачи данных.

3. малый размер адреса, что для современных сетей недостаточно.

Достоинство: на разных участках можно использовать различные типы кабеля.
^ Сетевая технология АТМ ( режим асинхронной передачи).

Одна из самых перспективных технологий построения высокоскоростных сетей любого класса. Сеть АТМ имеет звездообразную топологию. В качестве транспортного механизма лежит технология широкополосной ISDN, призванная обеспечить возможность создания единой, универсальной, высокоскоростной сети взамен множества сложных неоднородных существующих сетей. Технология АТМ используется в сетях любого класса для передачи любых видов трафика: как низко и среднескоростного ( Эл. почта, факсы, данные ) так и высокоскоростного в реальном масштабе времени ( голос, видео ). Технология работает с самыми разнообразными терминалами и по самым разным каналам связи. Скорость передачи данных по каналам АТМ лежит в пределах от 25 Мбит/с до 2048 Мбит/с.
^ 43. Пояснить методы доступа используемые в ЛВС.

Доступом к сети называют взаимодействие станции со средой передачи данных для обмена информацией с другими станциями. ^ Управление доступом – это установление последовательности, в которой станции получают доступ к среде передачи данных, т.е. среда передачи данных разделяется между множеством сетевых объектов, подключенных к нему. Для корректного разделения решается задача множественного доступа. Множественный доступ – это механизм разделения во времени общего канала между рабочими станциями и серверами, включенными в сеть. Основная проблема при этом – это возникновение одновременной передачи от нескольких станций ( возникает конфликт ). Для снижения или устранения возможности возникновения конфликтов в сети и разработаны специальные алгоритмы – методы доступа.

Существует несколько групп методов доступа:

1.Централизованные и децентрализованные;

2. Детерминированные и случайные.

- Централизованный доступ управляется из центра управления сетью ( сервера ).

- Децентрализованные методы доступа функционируют на основе протоколов, принятых к исполнению всеми рабочими станциями сети, без каких-либо управляющих воздействий со стороны центра.

- Детерминированные методы доступа обеспечивают наиболее полное использование моноканала и описываются протоколами, дающими гарантию каждой станции на определенное время доступа к моноканалу. Наиболее распространены:

а) ^ Метод опроса – используется в сетях с явно выраженным центром управления ( звездообразная топология ). Любая станция может осуществить передачу только с разрешения центрального узла. Центральный узел последовательно опрашивает все периферийные станции на наличии у них данных для передачи. Если у станции есть такие данные, то она извещает об этом центральный узел. В ответ центральный узел предоставляет монопольное право этой станции для использования канала с целью передачи данных.

б) ^ Маркерный метод ( метод передачи полномочий ) – используется в сетях с кольцевой и шинной топологией. Использует пакет называемый маркером, который циркулирует в сети и регламентирует право передачи в ней. Маркер – служебный пакет определенного формата, в который пользователи могут поместить свои информационные пакеты. Имеет два состояния – свободен и занят. Последовательность передачи маркера от одной станции к другой определяется сервером. Рабочая станция, имеющая данные для передачи, анализирует, свободен маркер или занят. Если маркер свободен, то станция помещает в него пакет данных, устанавливает признак занятости и передает маркер дальше по сети. Станция, которой адресованы данные принимает маркер, считывает данные, сбрасывает признак занятости и отправляет его дальше по сети.




НР- начальный разделитель. Определяет начало маркера или пакета. Составляет 11110000.

КР – конечный разделитель. Имеет последовательность единиц и специальные электрические сигналы:

- бит промежуточного пакета – 11111101;

- бит обнаружения ошибки - 11111110.

УД – управление доступом. Состоит : PPPTMRRR,

где: РРР – бит приоритетности, отображает право рабочей станции на использование сети.

RRR – биты резервирования. Биты резервирования для передачи следующего кадра.

Т – бит маркера или бит пакета. Т=1 – маркер, Т=0 – пакет.

М – бит монитора. М=0 в нормальном режиме работы, М=1 – мониторинг сети или диагностика.

в) метод кольцевых слотов – в отличии от маркерного метода, по кольцу перемещается не один, а от 2 до 8 маркеров. Используется в сети FDDI.

г) ^ Метод передачи маркера – используется в сетях с кольцевой топологией. Использует специальный пакет – маркер. Метод похож на маркерный метод (метод передачи полномочий), но движением маркера по сети из центра сети ( сервера ) не управляют.

д) ^ Метод включения маркера – используется в сетях с кольцевой топологией. Использует свободно циркулирующий по сети маркер. Рабочая станция, получившая маркер, может передать свои данные даже если маркер занят. Станция приостанавливает движение поступившего маркера, запоминает его в буферной памяти и формирует вместо него новый маркер со своими данными. Далее станция посылает сначала свой маркер, а затем чужой.

- ^ Случайные методы доступа ( метод состязаний ) допускает возможность возникновения конфликтов. Применяется в шинной топологии. Каждая система захватывает канал для передачи данных в произвольный момент времени. Для сокращения конфликтов производится прослушивание канала передающей станцией. Если канал занят, то станция возобновляет свою попытку передачи данных через небольшой интервал времени. Если 2 и более системы одновременно передают данные в канал, то возникают коллизии, данные будут искажены, и обе станции должны будут начать передачу снова. Рекомендуется для использования в сетях с небольшим количеством абонентов.
^ 3. ЭМ ВОС, назначение уровней.

Интерфейс- совокупность устройств и логических процедур, используемых для взаимодействия двух подсистем.

Протокол – набор правил для согласования сетей передачи данных.

Эталонная модель была создана для того, чтобы распределенные системы, созданные на различном оборудовании и работающие по разным технологиям могли взаимодействовать друг с другом

Эталонная модель имеет 7 уровней.

Прикладной, представления, сеансовый – уровни приложения.

Транспортный – промежуточный между программными и аппаратными средствами.

Сетевой, канальный и физический – сетезависимые нижние уровни.

Прикладной – На этом уровне происходит управление терминалами сети и прикладными процессами, которые являются источниками и потребителями информации, передаваемой в сети. Обеспечивает интерфейс между пользователем и сетью, делает доступными всевозможные услуги ( передачи файлов, удаленный терминальный доступ, электронная почта, поисковая и справочная службы ). Прикладной (пользовательский) уровень является основным, именно ради него существуют все остальные уровни. Он называется прикладным, поскольку с ним взаимодействуют прикладные процессы системы, которые должны решать некоторую задачу совместно с прикладными процессами, размещенными в других открытых системах.

Представления – устанавливает взаимопонимание двух сообщающихся компьютеров. Представительский уровень отвечает за преобразование протоколов, трансляцию данных, их шифрование, смену и преобразование применяемого набора символов (кодовой таблицы) и расширение графических команд. Может управлять сжатием данных.

Сеансовый – осуществляет управление взаимодействием между рабочими станциями, которые участвуют в сеансе связи. На этом уровне выполняются такие функции, как распознавание имен и защита, необходимые для связи двух приложений в сети.

Транспортный – осуществляет взаимодействие верхних и нижних уровней. Завершает организацию передачи данных, осуществляет разбивку сообщений на пакеты на передающем конце и сборку на приемном. ( TCP, UDP ).

Сетевой – обеспечивает связь двух любых точек сети. Осуществляет маршрутизацию по адресам, определяет путь, по которому следует пересылать данные. ( X.25, IP, IPX, X.75 и т.д. ).

Канальный – обеспечивает формирование кадров ( блоков данных ) и передачу их через физический уровень, который при передаче может искажать данные. Этот уровень должен определять начало и конец кадра в битовом потоке, включать процедуру проверки наличия ошибок и их исправления. Он несет ответственность за правильность передачи пакетов. ( протоколы HDLC, LAP-B, SNAP и т.д. ).

Состоит из 2-х подуровней:

- ^ LLC - управляет логической связью ( каналом ).

- MAC – управление доступом к сети.

Физический – установление, поддержание и расторжение соединений с физическим каналом сети. Обеспечивает физическое кодирование Бит кадра в электрические ( оптические ) сигналы и передает их по линии связи. Определяет тип кабеля, природу передающей среды и т.п. ( Ethernet, ARCNet, Token Ring ).
^ 4. Байт – ориентированные протоколы, формат протокола BSC, назначение всех его составляющих.

Основной задачей канального уровня является передача некоторых завершенных блоков данных или кадров. Канальный уровень обеспечивает синхронизацию между приемником или передатчиком на уровне кадров. Синхронные протоколы канального уровня бывают 2-х типов: байт-ориентированные и бит ориентированные.

^ Бит – ориентированный протокол предусматривает передачу информации в виде потока битов, не разделяемых на байты. Поэтому для разделения кадров используются специальные последовательности – флаги ( начальный и конечный ). Удобен для коммуникационной среды т.к. канал связи ориентирован для передачи последовательности битов. Они более скоростные по сравнению с байт – ориентированными.

^ Байт – ориентированный протокол обеспечивает передачу сообщения по информационному каналу в виде последовательности байтов. Кроме информационных байтов в канал передаются также управляющие и служебные байты. Такой тип протокола удобен ЭВМ, т.к. она ориентирована на обработку данных, представленных в виде двоичных байтов. Для коммутационной среды данный тип протоколов менее удобен т.к. разделение информации в канале на байты требует использования дополнительных сигналов и снижает пропускную способность каналов связи.

Наиболее известным байт – ориентированным протоколом является BSC – протокол двоичной синхронной связи. Байт-ориентированный протокол BSC разработан фирмой IBM.



SYN – синхросимвол ( СИН.).

SOH – начало заголовка ( НЗ ).

STX – начало текста ( НТ ).

ETX – конец текста ( КТ ).

ETB – конец блока ( КБ ).

BCC – контрольная сумма.
Протокол обеспечивает передачу двух типов кадров: управляющих и информационных. В управляющих кадрах передаются управляющие и служебные символы, в информационных – сообщения. Работа протокола осуществляется в три фазы: установление соединения, поддержание сеанса передачи сообщений, разрыв соединения.

Контрольная сумма получается на передающей стороне путем суммирования всех знаков кадра. На приемной стороне вновь рассчитывается контрольная сумма и сравнивается с принятой. Если они совпадают, то кадр принят верно, в противном случае кадр принят с ошибками.

Протокол требует на каждый переданный кадр посылки квитанции о результате приема. Кадры, переданные с ошибкой передаются повторно. Протокол определяет максимальное число повторных передач. Передача последующего кадра возможна только тогда, когда получена положительная квитанция на прием предыдущего. Это существенно ограничивает быстродействие протокола и предъявляет высокие требования к качеству канала связи.

Для обеспечения прозрачности по кодам перед каждым символом, встречающимся внутри информационного блока, совпадающим по виду со служебным, передается символ OLE. На приемной стороне он автоматически удаляется. Описанная процедура позволяет на приемной стороне различать действительно служебные символы и символы, совпадающие по виду со служебными, которые встречаются в информационном блоке поля данных. Если бы внутри информационного блока был принят, например символ «конец текста», прием кадра прекратился бы преждевременно и кадр был бы принят неверно.
^ 5. Протокол канального уровня HDLC, его формат и процедура передачи.

Этот протокол обеспечивает передачу последовательности пакетов через физический канал, искажения в котором вызывают ошибки в передаваемых данных, потерю, дублирование пакетов и нарушения порядка прибытия пакетов к адресату. Протокол вводит совокупность средств, позволяющих организовать надежный канал передачи пакетов.

HDLC относится к бит ориентированным протоколам ( любой передаваемый кадр может содержать произвольное число битов, не обязательно кратное 8 ). Единица данных, передаваемая как целое через информационный канал, организуемый средствами управления уровня 2, называется кадром . Кадр рассматривается как последовательность байтов (октетов), начало и конец которой отмечаются флагами – двоичными кодами “01111110”. Кадр несет в себе управляющую информацию, данные и проверочную последовательность, используемую для контроля передаваемой информации.

Этот формат кадра называют информационным. Имеется также управляющий формат, который отличается от информационного тем, что не имеет поля информации (поле данные). Для обнаружения ошибок в кадрах используется кадровая проверочная последовательность (КПП), которая содержит 16 бит. В адресном поле записывается адрес вторичной станции или направление передачи кадра по каналу.

Так как протокол HDLC был разработан для управления звеном данных общего назначения, то для начальной установки звена данных выбираются специальные режимы, из которых наиболее распространены:

  • режим нормального ответа (РНО);

  • асинхронно сбалансированный режим (АСР).

Режим нормального ответа используется в сетях, основой которых является терминал. Связь может быть как двухточечная, так и многоточечная, но в последнем случае допускается только одна главная станция (первичная, ПС), остальные являются вторичными (ВС). В этом режиме вторичная станция может начать передачу только после разрешения от первичной станции. В РНО вторичная станция не может передавать ни при каких условиях, пока не получит разрешения от первичной станции, то есть обеспечивает дуплексную передачу связи. Режим нормального ответа называется несбалансированным режимом работы. Связь может быть двухточечной или многоточечной, но в последнем случае допускается только одна главная станция.

Структура кадра HDLC
Режим асинхронно сбалансированного ответа используется в сетях, когда обе станции имеют равные права и каждая реализует функции как первичной, так и вторичной станции. Используется главным образом для двухточечных звеньев компьютерных сетей при дуплексной передаче. В АСР общесетевая адресная информация передается в информационном поле, так как общесетевая адресация находится в ведении пакетного уровня.

От режимов РНО и АСР зависит содержимое адресного поля. Адресное поле кадра содержит адрес либо ООД, либо АПД центра коммутации пакетов. Если кадр является командным, то формируется адрес получателя, если же кадр ответный, то формируется адрес отправителя. В РНО адрес всегда относится к вторичной станции, то есть он не несет адреса принимаемой станции.

Процедуры управления канального уровня обеспечивают прозрачность канала за счет битстаффинга ( вставкой нулевых битов ). Протокол HDLC является бит-ориентированным. В нем как управляющие сообщения, так и сообщения с данными переносятся в блоках стандартного формата, называемых кадрами. При передаче данных формируется проверочная последовательность битов (два октета), которая включается в кадр. При приеме кадра повторно формируется проверочная последовательность битов, которая сравнивается с принятой. Если обе совпадают, то принятый кадр считается корректным. В противном случае фиксируется искажение принятого кадра. При искажении флагов, разделяющих последовательно передаваемые кадры, два кадра сливаются в один искаженный кадр. Процедура формирования проверочных последовательностей битов при передаче и приеме гарантирует обнаружение искажений этого типа.

Для выполнения функций, возлагаемых на информационный канал, используются кадры 22 типов. Тип кадра указывается кодом в байте управления: информационный – значением “0” в бите 1; супервизорный – значениями битов 1…4; ненумерованный – значениями битов 1…4 и 6…8 .

Ненумерованные кадры (U-кадры) используются для таких функций, как установление связи, и, следовательно, не несут никакой информации о поступлении/не поступлении кадров. Так как последняя содержится в порядковых номерах, то кадры называют ненумерованными. Ненумерованные кадры предназначены для завершения соответствующих режимов передачи пакетов и для передачи информации о результатах выполнения этих действий.

Информационные кадры служат для переноса самой информации или данных, обычно они называются I-кадрами. Кроме того, I-кадры могут использоваться в режиме АСР для извещения с прицепом, связанным с потоком I-кадров в обратном направлении. Длина информационного поля I-кадра обычно равна пакету данных.

Супервизорные кадры (S-кадры) используются для управления потоком и ошибками, поэтому они содержат порядковые номера отправлений и поступлений. Восстанавливают кадры, потерянные из-за искажений в канале. Информационного поля нет. Минимальная длина кадра может быть 6 байт.

Форматы информационного, супервизорного и ненумерованного кадров приведены на рисунке 13. Первый бит информационного кадра равен 0 – идентификатор I-кадра. В полях управления S-кадра и U-кадра комбинации 10 и 11 – признаки супервизорного и ненумерованного кадров соответственно.

В байте управления супервизорного кадра указывается тип команды ответа S:

00 – ПГ (получатель готов), то есть выдающая этот кадр станция готова к приему следующего кадра. Используется в режимах РНО и АСР;

10 – НГП (получатель не готов к приему), то есть станция временно не может принимать I-кадры и запрет остается в силе до посылки кадра ПГ. Используется в режимах РНО и АСР;

01 – ОТК (отказ). Работает только в режиме АСР и означает запрос повторной передачи всех I-кадров, начиная с того номера, где произошла ошибка.

11 – ВОТК (выборочный отказ). Для АСР позволяет запросить повторную передачу только первого I-кадра с номером N(R).

В байте управления информационного кадра указываются номера N(S) = 0, 1, …,7 и N(R) = 0, 1, …, 7 передаваемого и принимаемого кадров; в супервизорных кадрах указывается только номер N(R) принимаемого кадра.

Поле М ненумерованного кадра используется для специфического типа кадра (биты функции модификатора). Здесь записываются команды кадра:

11001 - УРНО – установить режим нормального ответа;

11100 - УАСР – установить АСР;

00010 - РЗД – разъединить;

10001 - КО – кадр отвергнут и т.д.

U-кадры позволяют установить логическую связь между первичной и вторичной станциями, установить режим функционирования между ними. Разрыв логической связи осуществляется также с помощью U-кадра.

Кроме описанных кадров протокол HDLC использует различные ненумерованные кадры, например “Ненумерованный информационный” используется для передачи кадров, защищаемых только циклическим кодом и не восстанавливаемых при потере кадра.

Прежде чем передать какую-либо информацию (данные), между первичной станцией (ПС) и вторичной станцией (ВС) как на многоточечной линии, так и между двумя станциями, соединенными звеном данных, должно быть установлено логическое соединение. Это достигается обменом двумя ненумерованными кадрами.

При многоточечной связи сначала ПС посылает кадр УРНО (установить режим нормального ответа), в котором бит опроса равен 1, а в поле адреса стоит ее собственный адрес. Процедура установления соединения включает также инициализацию идентифицирующих переменных каждой станции. Эти переменные используются в процедурах управления ошибками и потоком. В заключение после передачи всех данных ПС прерывает связь, посылая для этого кадр РЗД (разъединить) и получая от ВС ответный кадр НИЗ (ненумерованное извещение).

Процедура установления двухточечной связи совпадает с процедурой установления связи на многоточечной линии.
34. Пояснить передачу данных согласно процедуре HDLC в режиме нормального ответа ( РНО ) и в режиме асинхронного ответа ( РАО ). 22. Режим нормального ответа по протоколу HDLC. 23. АСР по протоколу HDLC.

Протокол HDLC – это протокол канального уровня, который обеспечивает передачу последовательности пакетов через физический канал, искажения в котором вызывают ошибки в передаваемых данных, потерю, дублирование пакетов и нарушения порядка прибытия пакетов к адресату.

Единица данных, передаваемая как целое через информационный канал называется кадром. Используются кадры 22 типов, которые делятся на 3 группы:

I –кадры ( информационные ), служат для переноса самой информации или данных.

S –кадры ( супервизорные ), используются для управления потоками и ошибками.

V – кадры ( ненумерованные ), используются для таких функций, как установление связи.

Управление потоком в HDLC осуществляется при помощи передающих и принимающих окон. Окно устанавливается на каждом конце канала связи, чтобы обеспечить резервирование ресурсов ( ресурсы вычислителя, пространство буфера ) обоих станций.

Окна в принимающем и передающем узлах управляются переменными состояния, которые представляют собой состояние счетчика. Передающий узел поддерживает переменную состояния N(S) – порядковый номер следующего по очереди I-кадра, который должен быть передан. Принимающий узел поддерживает переменную состояния приема N(R).

Наиболее распространены режимы:

- РНО, режим нормального ответа.

-АСР, асинхронно сбалансированный режим.
^ Режим нормального ответа РНО.

Режим нормального ответа используется в сетях, основой которых является терминал. Связь может быть как двухточечная, так и многоточечная, но в последнем случае допускается только одна главная станция (первичная, ПС), остальные являются вторичными (ВС). В этом режиме вторичная станция может начать передачу только после разрешения от первичной станции.. Режим нормального ответа называется несбалансированным режимом работы.

Режим нормального ответа (РНО). Первичная станция передает 13 кадров. Окно передач от 0 до 7. Ошибки в 3 и в 6 кадрах.

  1. Запрос каждые 4 кадра.

  2. Сквозная передача. (При сквозной передаче передаются все 7 кадров, а только в последнем запрос.)

Прежде чем передать какую-либо информацию между ПС и ВС должно быть установлено логическое соединение. Это достигается обменом двумя ненумерованными кадрами. При многоточечной связи сначала ПС посылает кадр УРНО (установить режим нормального ответа), в котором бит опроса равен 1, а в поле адреса стоит ее собственный адрес. Процедура установления соединения включает также инициализацию идентифицирующих переменных каждой станции. Эти переменные используются в процедурах управления ошибками и потоком. Процедура установления двухточечной связи совпадает с процедурой установления связи на многоточечной линии.

После установления режима ПС начинает передачу данных. Получив кадр ВС производит проверку наличия ошибок в нем и сравнивает номер кадра N(S) с тем номеров N(R), который она ожидает, если кадр был принят верно, то N(R) увеличивается на 1. Если кадры приняты правильно и N(S)=N(R), то при запросе от ПС ( Р=1 ), ВС сформирует ответ ПГ с номером следующего кадра, который ожидает ВС и с битом окончания F=1. ПС получив такой ответ продолжит передачу данных. Если кадр принят с ошибкой или N(S)N(R), то на запрос от ПС будет выдан ответ НГП с номером ошибочного кадра. Получив такой ответ, ПС должна повторить передачу кадров, начиная с ошибочного.

В заключение после передачи всех данных ПС прерывает связь, посылая для этого кадр РЗД (разъединить) и получая от ВС ответный кадр НИЗ (ненумерованное извещение).

  1   2   3   4   5



Скачать файл (2620 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru