Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Модем начинает прослушивать входящийканал в поисках специального пакета, время от времени посылаемого распределителем. В нем сообщаются системные параметры для модемов, только что включившихся в работу. После обнаружения данного пакета новый модем объявляето своем появлении по одному из исходящих каналов. Распределитель отвечает,присваивая модему входящий и исходящий каналы.
Впрочем, исходное распределение каналов может быть динамически изменено распределителем, если онрешит, что необходимо сбалансировать нагрузку.Затем модем определяет, на каком расстоянии от распределителя он находится. Для этого посылается специальный пакет и высчитывается время, через которое приходит ответ. Этот процесс называется измерением дальности. Модемунеобходимо знать эти данные, чтобы настроить работу исходящих каналов и правильно синхронизироваться. Время работы делится на мини-интервалы. Каждый исходящий пакет должен умещаться в один или несколько соседних миниинтервалов.
Распределитель анонсирует каждое начало цикла мини-интервалов,однако этот «стартовый выстрел» модемы слышат не одновременно, посколькуони находятся на разных расстояниях. Зная свое удаление от распределителя,модем может вычислить, когда на самом деле был послан принятый им сигналначала мини-интервала. Длина мини-интервала зависит от сети.
Обычно объемполезной информации в нем равен 8 байт.Во время инициализации распределитель также присваивает модему миниинтервал для запроса пропускной способности исходящего канала. Как правило,одному и тому же мини-интервалу запроса соответствует несколько модемов,что приводит к конкуренции между ними. Когда компьютер хочет отослать пакет данных, он передает его модему, который запрашивает необходимое количество мини-интервалов для него. Если запрос принят, то распределитель посылает подтверждение по входящему каналу.
В подтверждении модему сообщается,какие мини-интервалы зарезервированы для него. После этого пакет отправляется, начиная с первого «своего» мини-интервала. Используя специальное полезаголовка, можно сообщить о необходимости передать дополнительные пакеты.Если же один и тот же мини-интервал хотят получить несколько станцийодновременно, то никакого подтверждения не высылается, а эти станции могутповторить попытку только через случайный промежуток времени.
Если при повторной попытке снова возникла коллизия, то случайный промежуток удваивается. (Для читателей, уже немного знакомых с сетевыми технологиями: это интервальный метод ALOHA с экспоненциальной двоичной отсрочкой передачи.Ethernet не может использоваться в качестве кабельного интерфейса, посколькустанции не могут прослушивать линию. Мы вернемся к этим вопросам в главе 4.)213Входящие каналы управляются не так, как исходящие. Во-первых, отправитель в этом случае только один — распределитель, поэтому не возникает никакойборьбы за линию и нет необходимости в мини-интервалах, которые, на самом деле, являются разновидностью статистического временного уплотнения. Во-вторых, трафик входящего канала обычно гораздо выше, чем исходящего, поэтомуиспользуются пакеты фиксированного размера — 204 байта.
Часть пакета — кодкоррекции ошибок Рида—Соломона плюс еще некоторая служебная информация.Собственно данные занимают в пакете 184 байта. Эти числа были выбраны изсоображений совместимости с цифровым телевидением, использующим MPEG-2,так что телевизионный и входящий информационный каналы имеют один и тотже формат.
Логическая структура соединения показана на рис. 2.43.КоаксиальныйкабельВходящий канал без коллизий: 27 Мбит/сс использованием QAM-64и пакета со 184 байтами данныхОптоволокноNataHaus.RUПакетИсходящий канал с коллизиями: 9 Мбит/сс использованием QPSK и 8-байтных мини-интерваловРис. 2.43. Типичная схема входящего и исходящего каналов, принятая в США/ Вернемся к инициализации модема.
Когда он закончил измерение дальностии получил исходящий канал, входящий канал и мини-интервалы, он может начать передавать пакеты. Первый пакет, который он посылает, адресован провайдеру и содержит запрос на получение IP-адреса, который присваивается динамически с использованием протокола DHCP (мы изучим его в главе 5). ТакжеУ распределителя запрашивается точное время суток.Следующий шаг связан с защитой данных.
Поскольку кабель — это совместно используемый ресурс, каждый желающий может прочитывать трафик, проходящий мимо него. Чтобы предотвратить нежелательный доступ к информациисоседа (буквально), все данные передаются в зашифрованной форме в обоих направлениях. Часть процедуры инициализации включает в себя обмен ключамишифра. На первый взгляд кажется невозможной задача незаметной передачи ключа при свете дня и огромном скоплении народа. На самом деле, задача вполнеосуществима, но чтобы понять, как это делается, придется подождать до главы 8(вкратце: используется алгоритм Дифи—Хеллмана).Наконец, модему нужно идентифицировать себя по защищенному каналу. После этого инициализация считается завершенной.
Пользователь может соединятьсяС провайдером и начинать работу.214Глава 2. Физический уровеньРезюмеКонечно, о кабельных модемах можно было бы говорить еще долго. Вот некоторые ссылки (Adams and Dulchinos, 2001; Donaldson and Jones, 2001; DuttaRoy, 2001).ADSL или кабель?Что лучше, ADSL или кабельная сеть? С тем же успехом можно спорить о том,какая операционная система лучше. Или какой язык.
Или какая религия. Ответзависит от того, кого вы спрашиваете. Давайте сравним ADSL и кабельные сетипо нескольким параметрам. И та, и другая система в качестве магистрального носителя использует оптическое волокно, однако на его концах используются разные типы носителей. В кабельных сетях это коаксиал, в ADSL — витая пара.
Теоретически, пропускная способность коаксиального провода в сотни раз выше, чему витой пары. Тем не менее, полная пропускная способность все равно недоступна пользователям кабельных систем, потому что большая часть полосы пропускания занята совершенно бесполезными вещами — телевизионными программами.На практике довольно трудно говорить о реальной эффективной емкости каналов. Провайдеры ADSL заявляют некоторую пропускную способность (например, 1 Мбит/с по входящему каналу, 256 Кбит/с по исходящему) и обычно достигают примерно 80 % от нее.
Провайдеры кабельных сетей не делают никакихзаявлений относительно скорости, поскольку все зависит от того, сколько пользователей находится в данном сегменте кабеля. Иногда скорость будет выше, чемв ADSL, иногда — ниже. Раздражает в данном случае, на самом деле, непредсказуемость. Если сейчас все «летает», это не означает, что через минуту будет также, потому что не исключено, что именно сейчас самый большой свинтус в районе, занимающий своим трафиком всю пропускную способность сегмента, включает свой компьютер.215Доступность — это параметр, по которому ADSL и кабельные сети отличаются друг от друга. У каждого есть телефон, но не каждый живет достаточно близко к оконечной ADSL-станции, чтобы установить соответствующую систему.С другой стороны, не у всех есть кабель в доме или в районе, но если уж он есть,то удаленность от оптоузла или распределительного устройства большой ролине играет.
Стоит также отметить, что, поскольку кабельные системы началисьс кабельного телевидения, корпоративных клиентов у них очень мало.Будучи двухточечной системой, ADSL является более защищенной, чем кабельная сеть. Любой абонент последней может запросто считывать все пакеты,проходящие мимо него. По этой причине любой приличный оператор кабельнойсети предлагает шифрование трафика обоих направлений. И все же, даже еслипакет перехвачен в зашифрованном виде, это менее безопасно, чем полное отсутствие возможности перехвата.Телефонная система, вообще говоря, надежнее кабеля. Например, существуетсистема резервного питания, которая позволяет телефонной сети работать дажепри временных отключениях электричества.
Если же отключится питание какого-либо усилителя кабельной сети, все пользователи, находящиеся в его ведении, сразу потеряют соединение.Наконец, существует большой выбор провайдеров ADSL. Иногда это даже форсируется специальными законодательными актами. Этого не скажешь про операторов кабельных сетей. Далеко не всегда есть какой-либо выбор.Вывод такой: ADSL и кабельные сети имеют много общего и отличаются другот друга не так уж сильно.
Они предлагают сравнимое качество обслуживанияи, по мере роста конкуренции между ними, по-видимому, будут предлагать сравнимые цены.NataHaus.RUПо мере привлечения в ADSL все большего числа пользователей качество обслуживания практически не снижается, поскольку каждый абонент имеет выделенное соединение. В кабельной системе каждый новый пользователь сегментаснижает качество обслуживания в целом. Единственный выход из данной ситуации — разбивать загруженные участки на более мелкие и подсоединять их напрямую к оптическому кабелю. Это стоит довольно дорого, поэтому операторывсячески стараются избежать таких ситуаций.Мы, между прочим, уже изучили одну систему с совместно используемым каналом — мобильную телефонную систему.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
