1 (1131253), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Множество соединенных сетей называется internet. Примером internet может служить набор LAN, соединенных через WAN. Нельзя путать и internet и Интернет.

Классификация сетей ЭВМ.

На сегодня нет общепризнанной таксономии сетей. Есть два общепризнанных фактора для их различения: технология передачи данных и масштаб. Технология передачи определяется системой СПД.

Масштаб сети - другой критерий для классификации сетей.

• многомашинный комплекс (система)

• локальная сеть (комната, здание, комплекс)

• городская сеть (город)

• региональная сеть (страна, континент)

• Интернет (планета)

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) отличается от остальных по следующим характеристикам:

• Размер: комната, корпус, группа корпусов (отсюда известна максимальная задержка при передаче)

• Система передачи данных: как правило, канал с множественным доступом (вещание, скорость передачи от 10 Мбит/сек. до нескольких Гбит/сек., Ethernet)

• топология ТС ЛВС

  • линейная

  • кольцо

  • дерево

Городская вычислительная сеть (MAN - Metropolitan Area Network) охватывает несколько зданий в пределах одного города либо город целиком. Как правило, она поддерживает передачу как данных, так и голоса и иногда объединяется с кабельной телевизионной сетью. Не имеет коммутаторов, базируется на одном или двух кабелях.

Основная причина выделения этой категории сетей состоит в том, что для них был создан специальный стандарт IEEE 802.6 - DQDB - двойная магистраль с распределенной очередью (Distributed Queue Dual Bus). Организация этой СПД показана на рисунке 1-6.

Рисунок 1-6. Архитектура DQDB-сети городского масштаба

Региональная вычислительная сеть (WAN - Wide Area Network) охватывает крупные географические области, такие как страны, континенты.

Транспортная среда таких сетей строится на основе коммутации пакетов с помощью каналов типа «точка-точка». Часто в качестве СПД в таких сетях используют уже существующие системы связи, например, телефонные сети, спутниковые и радиосистемы.

Программное обеспечение сетей ЭВМ.

Сеть является сложной инженерно-технической системой. В целях борьбы с ее сложностью программное обеспечение сети, как правило, строго структурировано и организовано в виде иерархии слоев, или уровней. В разных сетях число уровней, их название, состав и функции могут быть разными. Однако во всех сетях назначение каждого уровня состоит в следующем:

• обеспечить определенный сервис верхним уровням

• сделать независимыми верхние уровни от деталей реализаций сервиса на нижних уровнях

Программное обеспечение уровня n на одной машине обеспечивает связь с программным обеспечением уровня n на другой машине. Правила и соглашения по установлению такой связи и ее поддержанию называются протоколом.

Уровень n на одной машине непосредственно с уровнем n на другой машине не взаимодействует. Он передает данные нижележащему уровню. Таким образом, возникает как бы два вида взаимодействия: виртуальное – между одноименными уровнями в сети, и непосредственное – между парой соседних уровней.

Между каждой парой уровней есть интерфейс. Интерфейс определяет, какие услуги (сервис) нижележащий уровень должен обеспечивать для верхнего уровня, и с помощью каких примитивов - элементарных операций – верхний уровень может получить доступ к этим услугам. Интерфейс обеспечивает вышележащему уровню доступ к сервису нижележащего уровня.

Набор уровней и протоколов называется архитектурой сети. Описание архитектуры сети должно содержать достаточно информации, чтобы разработчик сетевого программного обеспечения мог разработать надлежащие программы для каждого уровня, а инженер электронщик - надлежащую аппаратуру. Ни вопросы реализации, ни определения интерфейсов не относятся к архитектуре сети.

Конкретный набор протоколов, используемый на конкретной машине, называется стеком протоколов.

При передаче сообщения между уровнями над сообщением выполняются определенные преобразования. Здесь на каждом уровне к сообщению добавляется заголовок. Заголовок содержит управляющую информацию - кому адресовано сообщение, время, дату, порядковый номер и т.д. (На уровне n исходное сообщение уровня n-1 разбивается на два, если длина сообщения уровня n-1 с заголовком уровня n превышает заранее определенную допустимую для передачи на нижележащем уровне длину.)

Все функции организации и функционирования сети распределены между уровнями. В сетях с разной архитектурой это распределение между уровнями разное. Однако на каждом уровне необходимо решать следующие вопросы:

• адресация отправителя и получателя на уровне: на каждом уровне нужен механизм для адресации отправителей и получателей

• правила установления соединения с одноименным уровнем

• правила передачи данных

  • только в одном направлении - simplex, поочередно в обоих направлениях - half-duplex или в оба направления одновременно - duplex

  • допустимо ли совмещать виртуальные соединения вышележащего уровня через одно и то же соединение на нижележащем уровне; каково максимальное число совмещаемых так виртуальных соединений, каковы приоритеты в их обслуживании;

  • мультиплексирование и демультиплексирование виртуальных каналов

• обнаружение и исправление ошибок при передаче

• сохранение исходной последовательности данных при передаче

• на каждом уровне нужен механизм, предотвращающий ситуацию, когда одноименный уровень получателя начинает «захлебываться», т.е. когда отправитель отправляет пакеты с большей скоростью, чем получатель успевает их обрабатывать

• выбор маршрута при передаче: когда между получателем и отправителем есть несколько маршрутов, то какой из них выбрать?

• не все процессы на любом уровне могут работать с сообщениями произвольной длины, поэтому при передаче необходимо осуществлять:

  • разбиение, передачу и сборку сообщений

  • выбирать оптимальную длину фрагмента при разбиении или, наоборот, соединение нескольких коротких сообщений в одно более длинное (например, как быть, если процесс работает со столь короткими сообщениями, что их раздельная пересылка не эффективна?)

Активные элементы уровня, т.е. те, которые могут сами совершать действия, в отличие от тех, над которыми совершают действия, будем называть активностями. Активности могут быть программными и аппаратными. Активности одного и того же уровня на разных машинах будем называть равнозначными или одноименными активностями. Активности уровня n+1 являются пользователями сервиса, создаваемого активностями уровня n, которые, в свою очередь, называются поставщиками сервиса. Сервис может быть разного качества, например, быстрая и дорогостоящая связь или медленная и дешевая.

Доступ к сервису осуществляется через так называемые точки доступа к сервису - SAP (Service Access Points). Каждая точка доступа к сервису имеет уникальный адрес. Например, телефонная розетка на стене - это точка доступа к сервису АТС. Каждой розетке сопоставлен определенный номер - номер телефона.

Чтобы осуществить обмен информацией между двумя уровнями, нужно определить интерфейс между ними. Типичный интерфейс: активность на уровне n+1 передает IDU (Interface Data Unit - интерфейсную единицу данных) активности на уровне n через SAP. IDU состоит из SDU (Service Data Unit - сервисной единицы данных) и управляющей информации. SDU передается по сети равнозначной сущности, а затем - на уровень n+1. Управляющая информация нужна нижележащему уровню, чтобы правильно передать SDU, но она не является частью передаваемых данных.

Чтобы передать SDU по сети нижележащему уровню, может потребоваться разбить его на части. Каждая часть снабжается заголовком (header) и концевиком, и передается как самостоятельная единица данных протокола - PDU (Protocol Data Unit - единица данных протокола). Заголовок в PDU используется протоколом при передаче. В нем указано, какой PDU содержит управляющую информацию, а какой - данные, порядковый номер и т.д.

Уровни могут предоставлять вышележащим уровням два вида сервисов: ориентированный на соединение и без соединения.

Сервис с соединением предполагает, что между получателем и отправителем сначала устанавливается соединение, и только потом доставляется сервис. Пример - телефонная сеть.

Сервис без соединения действует подобно почтовой службе. Каждое сообщение имеет адрес получателя. В надлежащих точках оно маршрутизируется по нужному маршруту, независимо от других сообщений. При таком сервисе вполне возможно, что сообщение, позже посланное, придет раньше. В сервисе с соединением это невозможно.

Надежный сервис с соединением имеет две разновидности: с сохранением структуры передаваемых данных, например, последовательность сообщений, и просто поток байтов. В первом случае четко различаются границы каждого сообщения. В случае потока байтов получатель не сможет распознать, то ли это 2 сообщения по 1 Мбайт, то ли 1 сообщение в 2 Мбайт, то ли 2048 сообщений по 1 байту.

Другой важной характеристикой качества сервиса является величина задержки в канале. Для некоторых приложений задержки из-за уведомления получения данных неприемлемы. Примерами таких приложений являются цифровая телефонная связь, цифровые видеоконференции.

Пример приложения, не требующего соединения, - электронная почта. Ненадежный сервис (т.е. без уведомления) часто называют дейтаграммным (datagram), по аналогии с телеграммой без уведомления. Однако для тех приложений, где необходима гарантия доставки даже небольшого сообщения, используется дейтаграмм-сервис с подтверждением, подобно телеграмме с уведомлением о получении.

Другой разновидностью дейтаграммного сервиса является сервис «запрос-ответ». Он типичен для взаимодействия между клиентами и сервером.

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 на вышележащем уровне сообщает активности на нижележащем уровне, что необходимо сделать, чтобы вышележащая активность получила нужную услугу (сервис). В свою очередь, нижележащая активность может использовать эти примитивы, чтобы сообщить вышележащей активности о действии, выполненном равнозначной активностью. Примитивы можно разделить на четыре класса, как показано в таблице 1-12.

Таблица 1-12. Примитивы сервиса

Примитив	Значение
Request (Запрос)	Пользователь требует от сервиса каких-либо действий.
Indication (Индикация)	Пользователя информируют о каком-либо событии.
Response (Ответ)	Пользователь требует ответа на какое-либо событие.
Confirm (Подтверждение)	Получен ответ на сделанный ранее запрос.

Большинство примитивов имеет параметры. Услуга может быть либо с подтверждением, либо без подтверждения. При услуге с подтверждением действуют все четыре примитива - request, indication, response, confirm. При услуге без подтверждения используются только два примитива - request и indication.

Сервис и протокол не связаны между собой!

Билет № 2.

Модели сетевого взаимодействия OSI ISO и TCP/IP.

Эталонная модель OSI.

Модель OSI (Open Systems Interconnection - модель взаимодействия открытых систем (рисунок 1-13) была разработана Международной организацией по стандартизации (МОС - International Standards Organization (ISO)) - для определения международных стандартов компьютерных сетей. Эта модель описывает, как должна быть организована система, открытая для взаимодействия с другими системами.

Рисунок 1-13. Модель взаимодействия открытых систем (OSI)

Модель МОС имеет семь уровней. Принципы выделения этих уровней таковы:

1. Каждый уровень имеет определенное предназначение.

1. Каждый уровень защищает нижележащий уровень от различий возможных реализаций.

1. Предназначение каждого уровня выбиралось прежде всего так, чтобы для него можно было определить международный стандарт.

1. Границы между уровнями выбирались с целью минимизировать поток информации через интерфейсы.

1. Число уровней выбиралось достаточно большим, чтобы не объединять разные функции на одном уровне, но и достаточно малым, чтобы архитектура не была громоздкой.

Физический уровень отвечает за передачу последовательности битов через канал связи. Одной из основных проблем, решаемых на этом уровне, является то, как гарантировать, что если на одном конце отправили 1, то на другом получили 1, а не 0. На этом уровне также решаются такие вопросы, как: каким напряжением нужно представлять 1, а каким - 0; сколько микросекунд тратится на передачу одного бита; следует ли поддерживать передачу данных в обоих направлениях одновременно; как устанавливается начальное соединение и как оно разрывается; каково количество контактов на физическом разъеме, для чего используется каждый контакт этого разъема. Здесь в основном решаются вопросы механики и электрики.

Основная задача уровня канала данных - превратить несовершенную физическую среду передачи в надежный канал, свободный от ошибок передачи. Эта задача решается разбиением данных отправителя на фреймы (обычно от нескольких сотен до нескольких тысяч байтов), последовательной передачей фреймов и обработкой фреймов уведомления, поступающих от получателя. Поскольку физический уровень не распознает структуры в передаваемых данных, то сохранение этой структуры - целиком и полностью задача канала данных, а именно, на этом уровне нужно определить границы фрейма. Эта задача решается введением специальной последовательности битов, которая добавляется в начало и в конец фрейма и всегда интерпретируется как границы фрейма.

Помехи на линии могут разрушить фрейм. В этом случае он должен быть передан повторно. Он будет повторен также в том случае, если фрейм уведомления будет потерян. И это уже заботы уровня - как бороться с дубликатами одного и того же фрейма, потерями или искажениями фреймов. Уровень канала данных может поддерживать для сетевого уровня сервис разных классов, разного качества и стоимости.

Другая проблема, возникающая на уровне канала данных (равно как и на других вышележащих уровнях), - как управлять потоком передачи. Например, как предотвратить «захлебывание» получателя? Как сообщить передающему размер буфера для приема передаваемых данных, имеющийся у получателя в этот момент?

Если канал позволяет передавать данные в обоих направлениях одновременно, т.е. если фреймы уведомления для потока от А к В используют тот же канал, что и трафик от В к А, то можно использовать для передачи фреймов уведомлений от В к А фреймы DU от А к В.

В сетях с вещательным способом передачи возникает проблема управления доступом к общему каналу. За это отвечает специальный подуровень канального уровня - подуровень доступа к среде (MAC - Media ACcess).

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)