Nets2010 (1131259), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

Неправильная стратегия: модель МОС - результат усилий ЕС, европейских министерств и ведомств. Даже правительство США приложило руку. TCP/IP - плод академической среды. Распространение модели МОС шло через правительственные инстанции и государственные структуры, модели TCP/IP - через университеты и научные организации.

1.7.5. Недостатки эталонной модели TCP/IP

1. В модели нет четкого разграничения понятий «сервис», «интерфейс», «протокол».

2. Модель годится только для описания стека TCP/IP.

3. Уровень «хост-сеть»(канальный) по существу уровнем не является, это больше интерфейс.

4. В этой модели не разделяются физическая среда передачи и уровень канала данных.

Протоколы TCP и IP разработаны действительно тщательно и эффективно реализованы, чего нельзя сказать о многих других протоколах (протокол виртуального терминала, TELNET) По существу МОС-модель доказала свою эффективность, как методологический инструмент, стала популярной, чего нельзя сказать о протоколах. С TCP/IP все наоборот - модели по существу нет, зато протоколы получили широкое распространение. В нашем курсе мы будем использовать модифицированную пятиуровневую МОС-модель, а изучать протоколы TCP/IP. Наша гибридная модель показана в таблице 1-18. Таблица 1-18. «Наша» модель

1. Уровень приложений

2. Транспортный уровень

3. Сетевой уровень

4. Уровень канала данных

5. Физический уровень

10. Примеры систем передачи данных (SMDS, X.25, Frame Realy, ISDN, B-ISDN, ATM) и их сравнение.

Сети Х.25

Стандарт Х.25 используют некоторые телефонные сети, особенно в Европе. Этот стандарт, разработанный МКТТ в 70-х годах, определяет интерфейс между сетью с коммутацией пакетов и терминалом, а также взаимодействие терминалов через сеть передачи данных.

Рекомендации этого стандарта в терминах модели МОС охватывают физический, канальный и сетевой уровни. Они определяют способ передачи цифровых данных по телефонным каналам.

• Протокол Х.21 определяет физический, электрический интерфейс и процедуры взаимодействия терминала и сети передачи данных. Сетей, поддерживающих этот стандарт, не так много. Это связано с тем, что он требует использования цифровых сигналов, а не аналоговых. Как временная мера был предложен интерфейс типа RS-232.

• Уровень канала данных отвечает за исправление ошибок на линии.

• Сетевой уровень отвечает за адресацию, управление потоком, подтверждение доставки, прерывания и т.п. внутри СПД

• Пакеты в Х.25 имеют длину до 128 байт.

• Обычная скорость - 64 кбит/сек.

• Стандарт ориентирован на соединение и поддерживает режим коммутируемых виртуальных каналов и режим постоянного виртуального канала.

• Поскольку в мире уже много оконечных устройств, не рассчитанных на Х.25, то было предложено решение - устройство PAD (Packet Assembler Disassembler), которое работает, как черный ящик. Его работу определяют три протокола Х.3, Х.28 и Х.29.

Frame Relay.

Ретрансляция кадров (Frame Relay - FR) - это метод доставки сообщений в сетях передачи данных (СПД) с коммутацией пакетов (в отличие от СПД с коммутацией каналов и сообщений). Первоначально разработка стандарта FR ориентировалась на цифровые сети с интегрированным сервисом (ISDN - Integrated Services Digital Networks), однако позже стало ясно, что FR применим и в других СПД (здесь под данными понимается любое сообщение, представленное в цифровой форме). К числу достоинств метода, прежде всего, необходимо отнести малое время задержки, простой формат кадров, содержащих минимум управляющей информации, и независимость от протоколов верхних уровней эталонной модели МОС.

Эту службу можно рассматривать, как аренду виртуальной линии, по которой можно передавать пакеты длиной до 1600 байт. Можно заказать постоянную виртуальную линию от одного ко многим. Разница между арендуемой физической линией и виртуальной в том, что по физической линии можно гнать данные с максимальной скоростью целый день, по виртуальной средняя скорость будет меньше.

Эта служба предоставляет минимальный сервис. Если фрейм поступил с ошибкой, то он просто сбрасывается. Дело пользователя - определить, какой фрейм пропущен и как его восстановить. В отличие от Х.25, FR не поддерживает уведомления о доставке и обычного управления потоком.

В настоящее время разработкой и исследованием стандартов FR занимаются три организации: Frame Relay Forum (FRF) - международный консорциум. Принятый FRF проект рассматривает только спецификации для постоянных виртуальных каналов (PVC) и интерфейса «пользователь-сеть» (UNI). В него не вошли стандарты для коммутируемых виртуальных каналов (SVC) и интерфейса межсетевого взаимодействия.

Высокоскоростной ISDN и ATM.

Новый сервис передачи данных называется Broadband ISDN - высокоскоростной ISDN. Этот сервис будет поддерживать передачу видео, аудио и цифровых данных высокого качества, обеспечивать высокоскоростную связь между локальными сетями. Основной технологией, которая делает возможным реализацию сервиса B-ISDN, является АТМ (Asynchronous Transfer Mode) - асинхронный способ передачи.

Главная идея АТМ - передавать данные малыми порциями, фиксированной длины, называемыми ячейками. Каждая ячейка имеет длину 53 байта - 48 на данные и 5 на заголовок. АТМ - это и технология, т.е. невидимая для пользователя сущность, и сервис, т.е. то, что пользователь видит.

Есть много причин, почему данные удобно передавать небольшим пакетами - ячейками:

• Ячейки удобно использовать для управления и передачи разнородных данных - звук, видео, цифра.

• При больших скоростях проще управлять переключением небольших ячеек, чем использовать старую технику мультиплексирования.

• АТМ - это технология, ориентированная на соединение: прежде чем передавать данные, устанавливается соединение и лишь потом передаются данные. Доставка данных не гарантируется, но порядок - да.

• АТМ-сеть, как любая другая ПД, состоит из каналов и коммутаторов. В настоящее время достигнута скорость 155 Мбит/сек. и 622 Мбит/сек.

Когда АТМ появился, основной областью применения этого сервиса считалось видео по заказу. В настоящее время появились и другие приложения, которые также требуют высокой пропускной способности.

Эталонная модель B-ISDN АТМ.

Рассмотрим эталонную модель АТМ в том виде, как она представлена в области телефонии. Эта модель изображена на рисунке 1-22 в виде куба. Она состоит из трех уровней: физического, АТМ и уровня адаптации. Сверху пользователь может поместить любое приложение, например, стек TCP/IP.

Рисунок 1-22. Модель АТМ

Физический уровень в АТМ определяет правила передачи и приема данных в форме потока битов и преобразования их в ячейки. Носителями этого потока могут быть разные среды. АТМ не ограничивает их число.

АТМ-уровень отвечает за транспорт ячеек. Он определяет формат ячейки, заголовок, его содержимое, отвечает за установление и поддержание виртуальных соединений. Управление потоком и перегрузками также сосредоточено здесь.

Уровень адаптации (AAL) обеспечивает приложениям-пользователям возможность работы в терминах пакетов или подобных им единиц, а не ячеек.

Плоскость пользователя отвечает за транспорт данных, управление потоком, исправление ошибок и другие функции пользователя. Плоскость управления отвечает за управление соединением.

Уровни управления уровнем и плоскостью отвечают за управление ресурсами и координацию межуровневых взаимодействий.

Физический уровень и уровень адаптации имеют по два подуровня. Они показаны в таблице 1-23.

Таблица 1-23. Уровни и подуровни АТМ

Уровень MOC	Уровень ATM	Подуровень ATM	Функции
3/4	AAL	CS (Convergence Sublayer - подуровень сходимости)	Предоставление стандартного интерфейса (сходимость)
		SAR (Segmentation & Reassembly Sublayer - подуровень сегментации и сборки)	Сегментация и сборка
2/3	ATM		Управление потоком Формирование/извлечение заголовков Управление виртуальным каналом/путем (Де)мультиплексирование ячеек
2	Физический	TC (Transmission Convergence Sublayer - подуровень подготовки ячеек)	Разделение передачи ячеек Формирование и проверка контрольной суммы заголовка Формирование ячеек Сборка ячеек в оболочку Формирование кадра
1		PMD (Physical Medium Dependent Sublayer - подуровень среды передачи)	Тактовая синхронизация Физический доступ к сети

SMDS - Мегабитная система передачи данных с коммутацией.

Эта СПД была разработана фирмой Bellcore для тех пользователей, у которых есть несколько LAN-подразделений, территориально разобщенных. Для их соединения либо надо арендовать 6 телефонных линий (рисунок 1-24 (а)), либо поступить так, как показано на рисунке 1-24 (b). В последнем случае надо арендовать четыре короткие линии от LAN до точки подключения к SMDS-сети.

Рисунок 1-24. Соединение LAN через SMDS

Преимущества SMDS следующие:

• Обычные телефонные линии рассчитаны на постоянную загрузку, SMDS-сеть - на взрывную, т.е. большая часть трафика будет сосредоточена в рамках каждой LAN, и лишь иногда пара LAN будет соединяться.

• Такое решение дешевле. Надо платить за n арендуемых линий, а не за n(n-1)/2, как в случае полного соединения обычными линиями.

• Скорость передачи - 45 Мбит/сек.

• Это решение лучше, чем решение через MAN, которое осуществимо лишь в условиях города.

• На рисунке 1-25 показан формат SMDS-пакета. SMDS-служба поддерживает только одну услугу - простую передачу потока пакетов.

• При этом не важно содержимое пакета. Это может быть IP-пакет, IBM маркерный пакет и т.п.

Рисунок 1-25. Формат пакета SMDS

Развитие этой службы идет в направлении вещательной передачи, когда пользователь может определить несколько адресов для доставки пакета. В то же время, если допустить возможность предопределения тех телефонных номеров, от которых можно получать пакеты, пользователи получат прекрасную возможность создания своей индивидуальной сети на основе телефонной службы.

Таблица 1-26. Возможности разных СПД

Свойство	DQDB	SMDS	X.25	Frame Relay	ATM AAL
Ориентированность на соединение	Есть	Нет	Есть	Есть	Есть
Стандартная скорость передачи (Мбит/сек.)	45	45	0,064	1,5	155
Коммутируемость	Нет	Есть	Есть	Нет	Есть
Фиксируемая нагрузка	Есть	Нет	Нет	Нет	Нет
Максимальная нагрузка	44	9188	128	1600	Переменная
Постоянные виртуальные каналы	Нет	Нет	Да	Да	Да
Групповое вещание	Нет	Да	Нет	Нет	Да

11. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям. Что такое стандарт на взаимодействие в сетях, кто, как и для чего вводит стандарты?

Главным требованием является обеспечение пользователям доступ к вычислительным сервисам сети. Все остальные требования – производительность, надежность, безопасность, расширяемость и масштабируемость, управляемость, совместимость – характеризуют качество реализации главного требования.

1. Производительность сети характеризует скорость работы сети. Эта характеристика измеряется в количестве услуг в единицу времени. Под услугой может пониматься пропускная способность - число пакетов, пройденных через сеть за секунду, минуту, час, день. Соответственно говорят о средней, мгновенной, пиковой, минимальной пропускной способности сети. Это может быть выполнение определенной операции – тогда это время реакции. Чаще всего пользователь обращает внимание именно на этот индекс производительности. Он характеризует как скорость работы клиента, так и скорость работы сервера и СПД. Индекс, характеризующий только работу СПД, называется время передачи – время от поступления запроса на вход СПД до появления его на выходе.

2. Надежность. Эта характеристика сети определяет, всегда ли сеть способна выполнять операции и, если операция запущена, то всегда ли она корректно завершится. Есть несколько подходов измерения этой характеристики:

• через измерение надежности устройств (время наработки на отказ, вероятность отказа, интенсивность отказов)

• коэффициент готовности – доля времени, в течение которого система может быть использована

• вероятность доставки пакета через ТС

• вероятность искажения пакета в ТС

• отказоустойчивость

1. Безопасность характеризует степень защищенности сети от несанкционированного использования и изменения состояния ее ресурсов:

• ТС

• СПД

• Вычислительные ресурсы

• Информация (доступ, изменение)

В случае информации говорят о конфиденциальности данных, когда доступ к данным получает лишь тот, кто имеет на это право, и целостности, когда изменять данные может только тот, кто имеет на это право.

1. Расширяемость и масштабируемость. Расширяемость характеризует то, насколько сложно изменить конфигурацию сети: СПД, добавить новый узел и т.п. Масштабируемость характеризует способность сети плавно увеличивать вычислительную мощность без деградации производительности сети в целом.

2. Прозрачность. Эта характеристика показывает, насколько «просто» пользоваться сетью. Чем сложнее доступ для пользователя к нужному сервису в сети, тем менее прозрачна сеть. В идеале должен быть реализован принцип «Сеть – это компьютер».

• сама распределяет ресурсы и управляет ими

• среда для разработки и выполнения программ

• поставщик сервиса

• для пользователя она прозрачна (он ее не видит)

• концепция метакомпьютера

1. Передача разнородных потоков данных (видео, звук, цифра). Слияние средств вычислений и средств передачи разнородных данных. Здесь основную сложность представляет синхронность передачи.

2. Управление. Возможность управлять и контролировать работу каждого отдельного устройства в сети из единого центра.

3. Совместимость характеризует способность подключать разное оборудование и программное обеспечение.

Кто, как и для чего вводит стандарты

• Функции стандарта:

  • унификация (вспомним Вавилонскую башню)

  • координация

  • защита пользователей

  • защита инвестиций

• Стандарты

  • международные, государственные, отраслевые

  • de jure, de facto

• Международная организация по стандартизации (ISO)

  • Образована в 1946 году, распространена на 89 стран, включая Россию.

  • Имеет 200 технических комитетов, рабочие группы, более 100 000 добровольцев.

  • Этапы стандарта - CD, DIS, IS.

• Международный Союз электросвязи (орган ООН)

  • сектор радио коммуникаций (ITU-R)

  • сектор телекоммуникационной стандартизации (ITU-T)

  • сектор разработок

• Европейская ассоциация производителей компьютеров (ECMA)

• Американский национальный институт стандартов

  • стандартизация языков

  • развитие SNA совместно с IBM

• Министерство обороны США

• Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE)

• Госстандарт

• Техническая комиссия

Кто есть кто в мире стандартов для Интернета

• Интернет-cообщество (ISOC) - развитие инфраструктуры, общие вопросы развития и роста Интернета.

• Совет по архитектуре Internet (IAB) - технический контроль и координация работ по разработке новых стандартов и их реализации.

  • IETF - решение краткосрочных проблем, спецификация предложений для стандартизации

  • IRTF - долгосрочные проблемы, требующие отдельных исследования

• IETF формирует draft стандарта, которому присваивают RFC

  • standard proposal (6 месяцев)

  • standard draft (4 месяца)

  • официальный стандарт Интернета

12. Теоретические основы передачи данных (ограничения на пропускную способность передачи сигналов, взаимосвязь пропускной способности канала и ширины его полосы пропускания). Среды передачи (магнитные ностители, витая пара, среднеполосный и широкополосный кабели, оптоволокно, сравнение кабелей и оптоволокна).

Важной характеристикой сигнала является ширина его полосы, которая покрывает весь спектр частот гармоник, составляющих сигнал.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)