Введение в распределённые алгоритмы. Ж. Тель (2009) (1185665), страница 11

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

Текст из файла (страница 11)

Например, подтверждающее сообщение может быть отправлено тогда, когдафрейм был получен (положительное подтверждение), или тогда, когда фрейм былпотерян (отрицательное подтверждение). Основная ответственность за правиль­ность доставки всех фреймов может быть возложена как на отправителя сооб­щений, так и на их получателя. Подтверждения могут быть отправлены как дляотдельных фреймов, так и сразу для нескольких фреймов, фреймы могут иметьили не иметь порядковых номеров, и т.

п.Сетевой уровень (3). Сетевой уровень предназначен для того, чтобы обес­печить связь между всеми узлами сети, а не только теми, между которыми естьфизический канал связи. На этом уровне проводится выбор маршрутов в сети длясоединения удаленных друг от друга узлов, а также контроль нагрузки в каждомузле и канале.Выбор маршрутов обычно проводится на основании информации о топологиисети, которая отражена в таблицах маршрутизации , хранящихся в каждомузле. На сетевом уровне имеются алгоритмы, которые обновляют таблицы марш­рутизации всякий раз, когда топология сети изменяется вследствие поврежденияили восстановления узлов и каналов связи. Такие повреждения или восстанов­ления выявляются на уровне передачи данных.Хотя на уровне передачи данных обеспечиваются надежные соединения, связьна сетевом уровне оказывается ненадежной.

Сообщения (на сетевом уровне ониназываются пакетами ), отправленные из одного узла в другой, могут следо­вать разными путями, и в связи с этим одни сообщения могут обгонять другие.Из-за сбоев в работе узлов некоторые сообщения могут быть потеряны (узел,в котором временно хранится сообщение, может, например, выйти из строя), аненужные повторные передачи могут привести к дублированию сообщений. Вре­мя жизни пакетов на сетевом уровне ограничено: существует такая константа с,что каждый пакет либо будет доставлен не более чем за с секунд, либо будетсчитаться потерянным.1.2. Архитектура и языки35Транспортный уровень (4). Транспортный уровень предназначен для того,чтобы исправить и тем самым скрыть ненадежность сетевого уровня, т. е.

обес­печить надежную сквозную передачу данных из одного узла в другой. Эта за­дача очень похожа на аналогичную задачу, которая решается на уровне переда­чи данных, но здесь она осложняется тем, что сообщения могут дублироваться,и порядок их следования может быть изменен. Поэтому циклические числовыепоследовательности можно использовать для нумерации пакетов только тогда,когда на сетевом уровне определено время жизни пакетов.Алгоритмы, управляющие передачей данных на транспортном уровне, устро­ены на основе тех же принципов, что и алгоритмы уровня передачи данных: ну­мерация пакетов, обратная связь с подтверждениями, повторная передача.Сеансовый уровень (5).

На сеансовом уровне реализованы необходимыесредства для взаимосвязи процессов, работающих в разных узлах. Сеанс связиможет открываться и закрываться, и в то время, когда сеанс связи открыт, со­единение может быть использовано для обмена данными с применением сеансо­вого адреса вместо повторения в каждом сообщении адреса удаленного процесса.На сеансовом уровне используется надежная сквозная коммуникация, которуюпредоставляет транспортный уровень, но обмен сообщениями при этом разбива­ется на сеансы связи.Во время сеансов связи выполняется передача файлов или осуществляетсядистанционный вход в систему. На сеансовом уровне разработаны как средствавосстановления сообщений, если какой-либо узел выходит из строя во времясеанса связи, так и механизмы взаимного исключения, если критические операциизапрещается выполнять одновременно обоими участниками сеанса.Представительский уровень (6).

Представительский уровень предназна­чен для преобразования данных в тех случаях, когда формы представления ин­формации в одном узле отличаются от форм представления информации в дру­гом узле или являются непригодными для передачи данных. На нижележащемуровне (т. е. в рамках 5/6-интерфейса) считается, что все данные представле­ны в стандартной форме и пригодны для передачи, а на вышележащем уровне(т.

е. в рамках 6/7-интерфейса) данные могут быть представлены в самых раз­ных формах в зависимости от типов компьютеров и пожеланий пользователей.На представительском уровне проводится сжатие и восстановление данныхс целью сокращения объема информации, передача которой осуществляется наболее низких уровнях. Кроме того, на этом же уровне проводится шифрованиеи дешифрование сообщений с целью обеспечения свойств конфиденциальностии целостности, позволяющих предотвратить попытки злоумышленников получитьдоступ к передаваемым данным или внести в них изменения.Прикладной уровень (7 ).

На прикладном уровне реализованы те средства,которые обеспечивают потребности пользователей в передаче файлов, в исполь­зовании электронной почты, виртуальных терминалов и пр. Разнообразие при­кладных программ очень обширно, и поэтому провести стандартизацию функци­ональных возможностей на прикладном уровне невозможно, но для некоторых36Гл. 1.

Введение: распределенные системыприкладных программ, которые были упомянуты здесь, были разработаны опре­деленные стандарты.1.2.3. Модель OSI для локальных сетей: стандарт IEEEВ устройстве эталонной модели OSI нашли отражение многие особенностиархитектуры существовавших в то время глобальных сетей. В локальных се­тях применяется технология, которая предъявляет к программному обеспечениюиные требования, и поэтому в локальных сетях некоторые из рассмотренных на­ми уровней становятся совсем излишними. Если сеть устроена так, что все узлысвязаны друг с другом общей шиной (см.

§ 1.1.4), то сетевой уровень становитсяпрактически ненужным, потому что любые две вершины соединены друг с другомпри помощи шины. Транспортный уровень тоже заметно упрощается, посколькуповедение шины не столь сложно по сравнению с поведением сети с двухточеч­ным соединением. Напротив, на уровне передачи данных трудности возрастают,потому что большое число узлов имеют доступ к одной и той же физическойсреде.Откликнувшись на возникшие задачи, IEEE утвердил дополнительные стан­дарты, охватывающие только те нижние уровни иерархии OSI, которые исполь­зуются в локальных сетях (точнее говоря, во всех сетях, связь в которых осу­ществляется посредством шины, а не двухточечного соединения).

Ввиду того чтомногообразие всех широко распространенных сетей нельзя было охватить еди­ным общим стандартом, IEEE утвердил три разных несовместимых стандарта:CSMA/CD, шина с маркерами и кольцо с маркерами. Уровень передачи данныхбыл расщеплен на два подуровня, а именно на подуровень управления досту­пом к среде и подуровень управления логической связью.Физический уровень (1). В стандартах IEEE физический уровень предна­значен для решения тех же самых задач, что и в исходном стандарте ISO, —передавать последовательности битов. Однако в новых стандартах определения(тип проводов и пр.) уже совсем другие ввиду того что все соединения проводятсяв одной и той же среде, в отличие от двухточечной связи.Подуровень управления доступом к среде (2а). Этот подуровень пред­назначен для разрешения тех конфликтов, возникающих между узлами, исполь­зующими общую коммуникационную среду.

Статический метод предполагает со­ставление неизменного расписания, в котором каждому узлу выделяются опре­деленные отрезки времени для использования коммуникационной среды. В этомметоде пропускная способность канала связи расходуется неэкономно, если дан­ными обмениваются всего лишь несколько узлов, а остальные хранят молчание:средства связи простаивают все то время, которое выделяется этим безмолвнымузлам.В шинах с маркерами и в кольцах с маркерами доступ к средствам связи пе­редается по кругу: узлы передают друг другу определенную привилегию, котораяназывается маркером , и тот узел, который владеет маркером, может обращаться1.2. Архитектура и языки37к средствам связи.

Если узлу, владеющему маркером, нечего передавать, он пе­редает маркер следующему узлу. В кольце с маркерами циклическая очередностьпредоставления доступа к связи определяется топологией физического соеди­нения узлов (которая, как следует из названия, является кольцом), а в шине смаркерами циклический порядок определяется динамически в соответствии с по­рядком, который задан на множестве адресов узлов.В стандарте множественного доступа с контролем несущей и обнаружениемколлизий (CSM A /CD 15)) узлы следят за тем, когда освободятся средства свя­зи, и, как только это происходит, предпринимают попытку отправить сообщения.Если два или более узлов попытаются отправить сообщения (почти) одновремен­но, возникает коллизия.

После обнаружения коллизии каждый из узлов преры­вает передачу сообщения и предпринимает очередную попытку связи некотороевремя спустя.Подуровень управления логической связью (2Ь). Этот подуровень имеетпочти такое же назначение, что и уровень передачи данных в модели OSI, — онслужит для управления обменом данными между узлами. Этот уровень нужендля того, чтобы следить за ошибками и управлять потоком информации; дляэтого применяются почти такие же приемы, какие используются в протоколахOSI, а именно последовательная нумерация и подтверждение.С точки зрения вышележащих уровней подуровень управления логическойсвязью выглядит точно так же, как сетевой уровень в модели OSE И в самомделе, коммуникация между любой парой узлов осуществляется без привлеченияпромежуточных узлов, и ее обслуживание можно проводить непосредственно науровне управления логической связью.

Характеристики

Список файлов книги