Р.Л. Смелянский - Компьютерные сети. Том 2. Сети в ЭВМ, страница 2

11). Напомним, что А-машины— это абонентские машины, на которых работают сетевые приложения, а Я-машины — это маршрутизаторы, отвечающие за доставку сообщений между А-машинами. Система передачи данных и Я-машины образуют транспортную среду (ТС) сети ЭВМ. Шлюзы гт — это устройства, обеспечивающие сопряжение двух разных транспортных сред, а  — устройство, обеспечивающее сопряжение разных СПД.

Рис. 1.1. Организация компьютерной сети 1. г.2. Эталонная йлодель 081 Напомним, что модель взаимодействия открытых систем — Оо! (Ореп Вузгешз 1пТегсоппес11оп), представленная на рис. 1.2, была разработана для определения международных стандартов компьютерных сетей. Эта модель описывает, как должна быть организована Передаваемый объект АРВП Уровень Сети отокол уровня приложений Ин отокол уровня представлен РРВП Ин Протокол уровня сессии БРВБ отокол транспортного уров тРВП (сегмент) Граница транспортной среды Внутренний протокол транспортной среды ~:::ЛПакетный Пакетный Пакет Канальный Канальный Физический Физический Машина аршрутизатор Маршрутизатор' Протокол «Машина А — СПД« канального уровня Протокол «Машина А — СПД» физического уровня Рис. 1.2. Модель взаимодействия открытых систем Система передачи данных — это совокупность каналов передачи данных и коммутирующих элементов.

В т. 1 данного учебника в качестве модели СПД были выбраны первые три уровня модели 051 с определенными оговоркам по функциям сетевого уровня, связанными с особенностями маршрутизации в СПД. В частности, обращалось внимание на то, что сетевой уровень в СПД сугубо внутренний. Сетевые уровни А-машин и Я-машин с сетевым уровнем в СПД не взаимодействуют. Теперь мы рассмотрим ряд существующих моделей и на их основе построим модель функционирования современной сети ЭВМ. система, открытая для взаимодействия с другими системами.

Модель О51 имеет уровневую организацию, т.е, она включает в себя семь уровней: физический, канальный, сетевой, транспортный, сессии, представления и прикладной. Функции физического уровня и уровня канала данных подробно рассмотрены в т. 1 данного учебника, так же, как и Функции сетевого уровня, применительно к системам СПД.

Ключевыми в этой модели являются понятна сервиса, интерфейса и протокола. Под сервисом понимают услуги, которые нижерасположенный уровень оказывает по запросам вышерасположенного. В этой модели нижерасположенный уровень свои услуги может предоставлять только вышерасположенному уровню. Интерфейс определяет формирование и передачу запроса на услугу. Активные элементы уровня, т.е, элементы, которые могут сами совершать действия, в отличие от элементов, над которыми совершают действия, называются активностями.

Активности могут быть программными и аппаратными. Активности одного и того же уровня на разных машинах называются равнозначными, или одноименными. Активности уровня и + 1 являются пользователями сервиса, создаваемого активностями уровня и, которые, в свою очередь, называются поставщиками сервиса.

Сервис может быть разного качества. Например, с установлением соединения и без установления соединения, с подтверждением получения переданных данных и без подтверждения. Правила и соглашения по установлению соединения, его поддержанию и обмену данными по нему между активностями, расположенными на одинаковом уровне на разных машинах, называется протоколом. Доступ к сервису в модели ОБ! осуществляется через так называемые точки доступа к сервису — ВАР (Яегч!се Ассезз Рошгз), каждая из которых имеет уникальный адрес. Например, телефонная розетка на стене — это точка доступа к сервису автоматической телефонной станции (АТС).

Каждой такой розетке сопоставлен определенный номер — номер телефона. Взаимодействие между двумя соседними уровнями в этой модели можно описать следующим образом: активность на уровне п + 1 передает интерфейсную единицу данных — !РП (1п!ег1асе Рага 13п!1) активности на уровне п через ВАР (рис.

1.3). 1|И) состоит из сервисной единицы данных — 51ИЗ (Бегч1се Ра!а 11пй) — и управляющей информации. ЯИ1 передается далее по сети равнозначной сущности, а затем — на уровень и + 1. Управляющая информация необходима нижерасположенному уровню, чтобы правильно передать ЯЭП, но она не является частью передаваемых данных. Чтобы передать ЯИ1 по сети нижерасположенному уровню, может потребоваться разбить ее на части (рис. 1.4). При этом каждая часть снабжается заголовком и кониевиком и передается как самостоятельная единица данных протокола — Р1И! !Ргогосо! Ра!а 1)п1! ).

Заголовок в РР1) используется протоколом при передаче. В нем указывает- Уровень и + 1 Интерфейс Активности уровняи обмениваю~ел и-РГШ в соответствуюших протоколах Уровеньи Рис. 1уй Взаимосвязь уровней Сети через интерфейс: оАР— точка доступа к сервису; !ГЗС вЂ” интерфейсная единица данных: ЯРГ! — сервисная единица данных; РГНФ вЂ” единица данных протокола; !С! — контрольная информация интерфейса Уровень Сети Машина- отправитель Машина- получатель Рис. 1нй Пример организации потока информации при виртуальном вза- имодействии на 5-м уровне Сети: М вЂ” сообшения; Н, — заголовок г-ю уровня; Т, — концевик Ь|О урОвня ся, какой Р1з15 содержит управляющую информацию, а какой — данные, порядковый номер Рьян и т.д. Формально сервис можно описать в терминах примитивных операций, или примитивов, с помощью которых пользователь или какая-либо активность получает доступ к сервису.

С помощью этих примитивов активность вышерасположенного уровня сообщает активности нижерасположенного уровня, что необходимо сделать, чтобы вышерасположенная активность получила необходимую услугу !сервис). В свою очередь, нижерасположенная активность может использовать эти примитивы, чтобы сообщить вышерасположенной активности о выполненном действии. Табл и ца 1.1 Классы примитивов сервиса Класс примитивоа Значение йеоцеа1(Запрос) Запрос определенных действий Информирование о каком-либо событии 1псйса1юп (Индикация) Пеаропзе (Ответ) Ответ на полученный ранее запрос Сопбпп (Подтверждение) Подтверждение ответа па сделанный ранее запрос Примитивы можно подразделить на четыре класса, показанные в табл.

1.1. Эти классы подробно рассмотрены в подразд. 2,3.4. т. 1 данного учебника. Сетевой уровень Основная проблема, решаемая на сетевом уровне, — это выбор оптимального маршрута для пакета от отправителя к получателю. Для решения этой проблемы требуется решить две задачи; вычислить оптимальный маршрут и реализовать этот маршрут, т.е. обеспечить следование пакета именно по рассчитанному маршруту. При этом маршрут может быть определен заранее и прописан в таблице в каждом узле коммутации, которая не изменяется. Маршрут может быть определен в момент установления соединения, и тогда все пакеты, направляемые по данному соединению, будут следовать этим маршрутом.

Наконец, маршрут может строиться динамически по ходу передачи в зависимости от загрузки сети и ее текушей конфигурации. Критерии для определения оптимальности маршрута могут быть разными в зависимости от конкретной ситуации. По понятным причинам в сети ЭВМ не может быль единого центра расчета маршрута, поэтому может оказаться, что в транспортной среде циркулирует слишком много пакетов, использующих одни и те же маршруты либо их фрагменты, что будет приводить к перегрузкам каналов СПД, а следовательно, и к потере пакетов.

Эта проблема также решается на сетевом уровне. Причем эту проблему, называемую перегрузкой в сети, не следует путать с проблемой управления потоком, заключающейся в том, чтобы отправитель не «заваливал» пакетами получателя. Различие и методы решения этих проблем подробно рассмотрим далее. Как уже говорилось, некоторые виды сетевого сервиса предполагают, что каждый пакет движется по своему отдельному маршруту.

Это означает, что достигать сетевого уровня получателя они будут в разное время. При этом никто не гарантирует, что ранее отправленный пакет придет раньше отправленного позднее. Следовательно, на 10 сетевом уровне необходимо уметь восстанавливать исходную последовательность пакетов, Пакеты при передаче могут теряться и дублироваться (причины этого рассмотрим далее), Сетевой уровень должен уметь бороться с подобными явлениями и исправлять возникающие нарушения.