Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем (2006) (1186249), страница 119
Текст из файла (страница 119)
Каждое сообщение (пакет) имеет адресную часть, определяющую отправителя и получателя; в соответствии с адресом выбирается дальнейший маршрут и передается сообщение из запоминающего устройства узла коммутации. 543 Коммутаторы и маршрутизаторы Способ передачи, задействуюший логическую коммутацию пакетов, часто требует наличия в центре коммутации специальных связных мини- или микрокомпьютеров, осуществляюших прием, хранение, анализ, разбиение, синтез, выбор маршрута и отправку сообщений адресату.
Коммутаторы применяются в узлах коммутации и в качестве межсетевого и внутрисетевого интерфейсов, выполняя функции моста — объединителя нескольких сегментов сети. В узлах коммутации могут использоваться также концентраторы и удаленные мультиплексоры. Их основное назначение состоит в объединении и уплотнении входных потоков данных, поступающих от абонентов по низкоскоростным каналам связи, в один или несколько более скоростных каналов связи и наоборот. Методы маршрутизации Как уже говорилось, в сетях с маршрутизацией информации возникает задача маршрутизации данных.
В системах с коммутацией каналов и при создании виртуального канала маршрутизация организуется один раз при установлении начального соединения. При обычных режимах коммутации пакетов и сообщений маршрутизация выполняется непрерывно по мере прохождения данных от одного узла коммутации к другому. Сушествует два основных способа маршрутизации: с предварительным установлением соединения, при котором перед началом обмена данными между узлами сети должна быть установлена связь с определенными параметрами; и динамический, использующий протоколы дейтаграммного типа, по которым сообщение передается в сеть без предварительного установления соединения.
Маршрутизация заключается в правильном выборе выходного канала в узле коммутации на основании адреса, содержащегося в заголовке пакета (сообщения). Варианты адресации компьютеров в сети Наиболее широкое распространение получили три варианта адресации: о аппаратные адреса предназначены для сетей небольшого размера, поэтому они имеют простую неиерархическую структуру. Адреса могут быть закодированы в двоичной или в шестнадцатеричной системах счисления. Разрядность адреса может быть любой — это внутреннее дело конкретной сети или подсети. Присвоение аппаратных адресов происходит автоматически: либо они встраиваются в аппаратуру (модемы, адаптеры и т, д.), либо генерируются при каждом новом запуске оборудования; С) символьные адреса или имена предназначены для пользователей и поэтому должны нести смысловую нагрузку. В больших сетях такие адреса имеют иерархическую систему и состоят из отдельных доменов, идентифицируемых буквенными сокращенными наименованиями объектов, часто понятных пользователю (подобие доменных адресов в сети Интернет).
Они могут иметь очень большую длину; 0 числовые составные адреса фиксированного компактного формата. В качестве примера можно сослаться на! Р-адреса в Интернете. 544 Глава 24. Техническое и программное обеспечение сетей В современных сетях для адресации часто одновременно сочетаются все три варианта адресов. Пользователь указывает символьный адрес, который сразу же в сети заменяется на числовой (по таблицам адресов, хранимых на сервере имен сети). При поступлении передаваемых данных в сеть назначения числовой адрес заменяется на аппаратный.
Возможная технология адресации сообщений заключается в следующем. Компьютер-отправитель посылает всем компьютерам сети широковещательное сообшение с просьбой опознать свое числовое имя. Опознавшему адрес компьютеру высылается аппаратный адрес, а затем и само сообщение. Оптимальная маршрутизация обеспечивает: сз максимальную пропускную способность сети; 0 минимальное время прохождения пакета от отправителя к получателю; сз надежность доставки и безопасность передаваемой информации. Маршрутизация может быть централизованной и децентрализованной.
Централизованная маршрутизация допустима только в сетях с централизованным управлением: выбор маршрута осуществляется в центре управления сетью и коммутаторы в узлах лишь реализуют поступившее решение. При децентрализованной маршрутизации функции управления распределены между узлами коммутации, в которых, как правило, имеется связующий процессор. Методы маршрутизации, используемые в сетях 1. Простая лтаршрултиэация при выборе дальнейшего пути для сообшения (пакета) учитывает лишь статическое априорное состояние сети, ее текущее состояние — загрузка и изменение топологии из-за отказов — не учитывается. Одно из направлений простой маршрутизации — лавинное отправление сообщения сразу по всем свободным каналам.
О достоинствах такой маршрутизации говорить не приходится. 2. Фиксироваттая маршрутизация учитывает только изменение топологии сети. Для каждого узла назначения канал передачи выбирается по электронной таблице маршрутов (гонге ГаЫе), определяюшей кратчайшие пути и время доставки информации до пункта назначения. Эта маршрутизация используется в сетях с установившейся топологией. 3. Адаптивная лтаршрутпзация учитывает и изменение загрузки, и изменение топологии сети. При выборе маршрута информация из таблицы маршрутов дополняется данными о работоспособности и занятости каналов связи, оперативной информацией о существующей очереди пакетов на каждом канале. В локальном варианте этой маршрутизации учитываются данные только о каналах, исходящих из текущего узла, а при распределенной адаптивной маршрутизации — и данные, получаемые от соседних узлов коммутации. Маршрутизаторьг иногда называют зеркалами: они получатот сообщения из одного участка сети, определяют получателя сообщения и передают это сообщение на другой участок сети.
Они широко используются и в качестве межсетевого интерфейса, обеспечивая соединение сетей на более высоком уровне, нежели мосты, поскольку им доступна информация о структуре сети и связях ее элементов 545 Модемы и сетевые карты между собой. Маршрутизаторы обычно создаются на базе одного или нескольких процессоров и имеют специализированную операционную систему.
Ковцентрпторы также используются для коммутации каналов в компьютерных сетях. Описанные при рассмотрении СТОД функции концентраторов — это один довольно простой частный случай. В сетях основные функции концентратора заключаются в повторении сигналов (повторитель) и концентрировании в себе (концентратор), как в центральном устройстве, функций объединения компьютеров в единую сеть. Их часто называют хабами или многопортовыми повторителями. Концентратор образует из подключенных к его портам отдельных физических сегментов сети общую среду передачи данных — некий логический сегмент, обладающий всеми функциями физического. Концентраторы-хабы могут быть трех типов: О пассивные, просто соединяющие сегменты сети одного типа, ничего нового не добавляя; О активные, которые кроме соединения сегментов выполняют и усиление (регенерирование) сигналов (они, как и повторители, позволяют увеличить расстояние между соединяемыми устройствами); ь) интеллектуальные, дополнительно к функциям активных хабов выполняющие маршрутизацию сигналов по сегментам (посылают данные только в те сегменты, для которых они предназначены) и обеспечивающие некоторые сервисные технологии, например защиту информации от несанкционированного доступа, самодиагностику и автоматическое отключение плохо работающих портов и т.
д. Модемы и сетевые карты Модем (МОдулятор-ДЕМодулятор) — устройство прямого (модулятор) и обратного (демодулятор) преобразования сигналов к виду, принятому для использования в определенном канале связи. Модемы бывают самые разные, но в первую очередь их можно разделить на аналоговые и цифровые. Общая характеристика аналоговых модемов Это самые распространенные сейчас модемы.
Первоначально аналоговый модем был предназначен для выполнения следующих функций: о при передаче — для преобразования широкополосных импульсов (цифрового кода) в узкополосные аналоговые сигналы; 0 при приеме — для фильтрации принятого сигнала от помех и детектирования, то есть обратного преобразования узкополосного аналогового сигнала в цифровой код. Преобразование, выполняемое при передаче данных, обычно связано с их модуляцией.
54а Глава 24. Техническое н программное обеспечение сетей Модуляция — это изменение какого-либо параметра сигнала в канале связи (модулируемого сигнала) в соответствии с текущими значениями передаваемых данных (модулируюшего сигнала). Демодуляция — это обратное преобразование модулированного сигнала (возможно, искаженного помехами при прохождении в канале связи) в модулируюший сигнал. В современных модемах чаще всего встречаются три вида модуляции: ь) частотная — РБК (Ргецпепсу БЬ111 Кеу(пй); 0 фазовая — РБК (РЬазе ЗЬ111 Кеушй); (2 квадратурная амплитудная — ЯАМ (Япас1гагнге Атр!!гпс1е Мос1п1айоп).
При частотной модуляции в соответствии с текущими значениями модулирующего сигнала (передаваемых данных) изменяется частота физического сигнала (обычно синусоидального) при неизменной его амплитуде. В простейшем случае значениям первого и нулевого битов данных соответствуют два значения частот, например 980 и 1180 Гц, как было принято в одном из первых протоколов Ч.21 передачи данных.
Частотная модуляция весьма помехоустойчива, так как при передаче искажается обычно лишь амплитуда сигнала. При фазовой модуляции модулируемым параметром является фаза сигнала при неизменных частоте и амплитуде; помехоустойчивость фазомодулированного сигнала также высокая. При чистой амплитудной модуляции сигнала его защищенность от помех крайне низкая, поэтому применяют более помехоустойчивую, но и более сложную квадратурную амплитудную модуляцию, при которой в такт передаваемым данным изменяются одновременно и фаза, и амплитуда сигнала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
