Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 12
Текст из файла (страница 12)
1.12. Пример потока информации на уровне 5м 2 т255Каждый уровень нуждается в механизме идентификации отправителей и получателей. В сети обычно работает довольно много компьютеров, на них одновременно могут выполняться сразу несколько процессов, каждому из которыхнеобходимо средство, позволяющее указать, с кем он хочет поговорить. Следовательно, нужна система адресации.Также необходимо выработать правила для переноса данных. В некоторыхсистемах данные могут перемещаться только в одном направлении, в других —в любом направлении. Протокол также должен определять количество логических каналов, относящихся к соединению, и их приоритеты.
Многие сети обеспечивают минимум по два логических канала на соединение: один для обычныхданных и еще один — для срочных.Важным аспектом является контроль ошибок, поскольку физические каналысвязи несовершенны. Известно множество кодов, опознающих и исправляющихошибки, однако обе стороны соединения должны договориться между собой отом, какой именно код будет выбран. Кроме того, получатель должен иметь возможность сообщить отправителю, какие из сообщений были получены правильно, а какие — нет.Не все каналы связи сохраняют последовательность посылаемых по ним сообщений.
Чтобы исправить возможную потерю порядка сообщений, протокол должен явно снабжать получателя номерами пакетов, чтобы получаемые фрагментысообщений могли быть собраны в правильном порядке. Очевидным решениемПроблемы является нумерация пакетов, однако остается открытым вопрос: чтоделать с пакетами, приходящими в неверном порядке?Кроме того, на каждом уровне возникает вопрос: как организовать пересылкуданных так, чтобы быстрая передающая сторона не завалила пакетами медленнуюпринимающую сторону? Для разрешения данной проблемы существуют различные решения, которые будут обсуждаться далее. Некоторые из них предполагают прямые или косвенные ответы получателя посылающей стороне, информирующие ее о текущем состоянии получателя.
Другим решением может бытьограничение скорости передачи до некоторого договорного уровня. В целом этоNataHaus.RUНеобходимо понять соотношение между виртуальным и реальным общениеми разницу между протоколом и интерфейсом. Одноранговые процессы уровня 4,например, считают свое общение горизонтальным, использующим протокол 4-гоуровня. У каждого из них имеется процедура с названием вроде SendToOtherSide(Отправить другой стороне) и GetFromOtherSide (Получить от другой стороны),даже если на самом деле эти процедуры общаются не друг с другом, а с нижнимиуровнями при помощи интерфейсов 3/4.Абстракция одноранговых процессов является ключевой для проектированиясетей.
С ее помощью невыполнимая задача разработки целой сети может бытьразбита на несколько меньших по размеру и вполне разрешимых проблем разработки, а именно разработки индивидуальных уровней.Хотя этот раздел называется «Сетевое программное обеспечение», следуетотметить, что нижние уровни в иерархии протоколов часто реализуются аппаратно или программно-аппаратно. Тем не менее при этом используются сложные алгоритмы протоколов, хотя они и внедряются в аппаратуру частично илицеликом.Разработка уровнейНекоторые из ключевых аспектов разработки, возникающие при создании компьютерных сетей, присутствуют на нескольких уровнях.
Далее мы кратко опишем наиболее важные из них.называется управлением потоком.Еще одна проблема, которую необходимо разрешать на различных уровнях, —это неспособность всех процессов принимать сколь угодно длинные сообщения.С этим может быть связан вопрос: что делать, если процесс настаивает на переДаче данных столь малыми порциями, что передача становится неэффективной?Для решения подобной проблемы можно объединять посылаемые сообщения водин большой пакет и снова разбивать его после пересылки на отдельные сообщения.Когда неудобно или неэффективно устанавливать отдельное соединение длякаждой пары общающихся процессов, располагающийся ниже уровень можетпринять решение использовать одно и то же соединение для различных не связанных друг с другом разговоров. Пока это уплотнение каналов, или мультиплексирование, происходит прозрачно, оно может использоваться любым уровнем.Мультиплексирование, например, необходимо на физическом уровне, где всясвязь должна осуществляться по ограниченному числу контуров.56Глава 1.
ВведениеСетевое программное обеспечениеКогда между отправителем и получателем существует несколько возможныхпутей следования сообщения, возникает задача выбора пути. Иногда она можетбыть разделена между несколькими уровнями. Например, при посылке сообщения из Лондона в Рим верхний уровень может выбрать путь через Францию илиГерманию, основывая свой выбор на знании законов, касающихся тайны переписки в данных странах, тогда как выбор нижнего уровня может основыватьсяна текущей загруженности линий связи. Эта задача называется маршрутизацией.Службы на основе соединений и службыбез установления соединенийУровни могут предлагать вышестоящим уровням услуги двух типов: с наличиемили отсутствием установления соединения.
В этом разделе мы рассмотрим, чтоозначает каждый из этих типов и в чем состоит разница между ними.Типичным примером сервиса с установлением соединения является телефонная связь. Чтобы поговорить с кем-нибудь, необходимо поднять трубку, набратьномер, а после окончания разговора положить трубку. Нечто подобное происходит и в компьютерных сетях: при использовании сервиса с установлением соединения абонент сперва устанавливает соединение, а после окончания сеанса разрывает его. Это напоминает трубу: биты сообщения влетают в один ее конец,а вылетают с другого.
В большинстве случаев не возникает путаницы с последовательностью передачи этих битов.В некоторых случаях перед началом передачи отправляющая и получающаямашины обмениваются приветствиями, отсылая друг другу приемлемые параметры соединения: максимальный размер сообщения, необходимое качество сервисаи др. В большинстве случаев одна из сторон посылает запрос, а другая его принимает, отвергает или же выставляет встречные условия.Что касается сервисов без установления соединеня, то типичный пример такой технологии — почтовые системы.
Каждое письмо содержит полный адрес назначения и проходит по некоему маршруту, который совершенно не зависит отдругих писем. Обычно то письмо, которое отправлено раньше, в место назначения приходит раньше.Каждая служба характеризуется качеством обслуживания. Некоторые службыявляются надежными в том смысле, что они никогда не теряют данных. Обычнонадежная служба реализуется при помощи подтверждений, посылаемых получателем в ответ на каждое принятое сообщение, так что отправитель знает, дошлоочередное сообщение или нет.
Процесс пересылки подтверждений требует некоторых накладных расходов и снижает пропускную способность канала. Впрочем,подобные затраты обычно не очень велики и окупаются, хотя иногда могут бытьнежелательными.Типичным примером необходимости надежной службы на основе соединенийявляется пересылка файлов. Владелец файла хочет быть уверенным, что все биты файла прибыли без искажений и в том же порядке, в котором были отправле-57ны. Вряд ли кто-нибудь отдаст предпочтение службе, которая случайным образом искажает информацию, даже если передача происходит значительно быстрее.Надежные службы на основе соединений бывают двух типов: последовательности сообщений и байтовые потоки. В первом варианте сохраняются границымежду сообщениями. Когда посылаются два сообщения размером по 1 Кбайт, тоони прибывают в виде двух сообщений размером по 1 Кбайт и никогда — как одно двухкилобайтное сообщение.
При втором варианте связь представляет собойпросто поток байтов, без разделения на отдельные сообщения. Когда 2048 байтприбывают к получателю, то нет никакой возможности определить, было это одно сообщение длиной 2 Кбайт, два сообщения длиной 1 Кбайт или же 2048 однобайтных сообщений. Если страницы книги посылаются по сети фотонаборноймашине в виде отдельных сообщений, то, возможно, необходимо сохранить границы между сообщениями. С другой стороны, при регистрации с удаленного терминала в системе разделения времени вполне достаточно потока байтов с терминального компьютера.Как уже упоминалось ранее, существуют системы, для которых задержки, связанные с пересылкой подтверждений, неприемлемы.
В качестве примера такойсистемы можно назвать цифровую голосовую связь. В данном случае предпочтительнее допустить шумы на линии или искаженные слова, нежели большие паузы, вызванные отсылкой подтверждений и повторной передачей блоков данных.Аналогично, при проведении видеоконференции отдельные неправильные пикселы окажутся меньшей проблемой, нежели дергающиеся и останавливающиесякадры.Не все приложения требуют установки соединения. Например, при рассылкерекламы по электронной почте установка связи для пересылки каждого отдельного сообщения нежелательна. Также не требуется в этом случае и 100-процентная надежность, особенно, если это существенно увеличит стоимость. Все, чтонужно, — это способ переслать сообщение с высокой вероятностью его получения, но без гарантии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
