Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем (2006) (1186249), страница 124
Текст из файла (страница 124)
д. Шлюзы (дагетеау) — устройства, позволяющие объединить вычислительные сети, использующие различные протоколы 031 на всех ее уровнях; они выполняют протокольное преобразование для всех семи уровней управления модели 031. Кроме функций маршрутизаторов, они выполняют еще и преобразование формата информационных пакетов и их перекодирование, что особенно важно при объединении неоднородных сетей. Мосты, маршрутизаторы и шлюзы в локальной вычислительной сети — это, как правило, выделенные компьютеры со специальным программным обеспечением и дополнительной связной аппаратурой.
Использование устройств межсетевого интерфейса по уровням управления по- казано на рис. 25.2. 564 Глава 25. Локальные вычислительные сети Рис. 25.2. Использование устройств межсетевого интерфейса Базовые технологии локальных сетей Для упрощения и удешевления аппаратных и программных средств в локальных сетях чаще всего применяются моноканалы, используемые совместно всеми компьютерами сети в режиме разделения времени (второе название моноканалов — разделяемые каналы).
Классический пример моноканала — канал сети шинной топологии. Сети кольцевой топологии и радиальной топологии с пассивным центром также используют моноканалы, поскольку, несмотря на смежность каждого узла сети со своим сегментом сети, доступ к этим сегментам смежных узлов в произвольный момент времени не допустим. Эти сегменты используются только в едином целом совместно со всем разделяемым каналом всеми компьютерами сети по определенному алгоритму. Причем в каждый момент времени моноканал принадлежит только одному компьютеру. Данный подход позволяет упростить логику работы сети, так как отпадает необходимость контроля переполнения узлов пакетами от многих станций, решивших одновременно передать информацию. В глобальных сетях для этого контроля используются весьма сложные алгоритмы.
Но наличие только одного, разделяемого всеми абонентами канала передачи данных ограничивает пропускную способность системы. Поэтому в современных сетях стали все чаще использоваться коммуникационные устройства (мосты, маршрутизаторы), разделяющие общую сеть на подсети (сегменты), которые могут работать автономно, обмениваясь по мере надобности данными между собой. При этом протоколы управления в ЛВС остаются теми же самыми, которые применяются и в неразделяемых сетях. Наибольшее развитие в локальных сетях получили протоколы двух нижних уровней управления модели 031. Причем в сетях, использующих моноканал, протоколы канального уровня делятся на два подуровня: 0 подуровень логической передачи данных — 1.1.С (1.оя1са! Ыпк Сопьго!); С] подуровень управления доступом к сети — МАС (Мег(1а Ассезз Сопгго!), 565 Базовые технологии локальных сетей Подуровень логической передачи данных у большинства протоколов, в том числе и у семейства 1ЕЕЕ 802.х, включающего в себя основные протоколы ЛВС, один и тот же.
(К основным протоколам ЛВС относятся: 1ЕЕЕ 802.2 — это протокол логической передачи данных 1.1.С; МАС-протоколы доступа к сети: 1ЕЕЕ 802.3 — Ег!1егпег — эти протоколы почти одинаковы; 1ЕЕЕ 802А — То!геп Впз, 1ЕЕЕ 802.5 — То!геп В!пй и т. д.) Повторим, что 1.1.С построен на основе протокола НП).С и предоставляет верхним уровням 051 три вида процедур: 1з 1.1.С! — без установления соединения и без подтверждения; о 1.1.С2 — с установлением соединения и с подтверждением; 12 1.1.СЗ вЂ” без установления соединения и с подтверждением.
Больший интерес представляют протоколы управления доступом МАС. Рассмотрим несколько встречающихся на практике методов доступа, а для наиболее распространенных будут приведены наименования реализующих их протоколов. Методы доступа к каналам связи Для локальных вычислительных сетей, использу|ощих для передачи информации моноканал (шопосЬаппе! — канал связи, одновременно используемый несколькими абонентами, например, в сетях с шинной и петлевой топологиях и в радиальной топологии с пассивным центром), весьма актуальным является вопрос доступа клиентов к этому каналу.
Чтобы сделать доступ эффективным, необходимы специальные механизмы — методы доступа. Методы доступа обеспечиваются протоколами на нижних уровнях модели 031. Для организации эффективного доступа к моноканалу используются принципы частотной или временной модуляции. Наибольшее применение в простых сетях получили принципы временной модуляции, то есть временного разделения сообщений, передаваемых по моноканалу. Существуют несколько групп методов доступа, основанных на временном разделении: О централизованные и децентрализованные; О детерминированные и случайные. Централизованный доступ управляется из центра управления сетью, например от сервера.
Двцвнтрализовапныв методы доступа функционируют на основе протоколов, принятых к исполнению всеми рабочими станциями сети, без каких-либо управляющих воздействий со стороны центра. Детерминированный доступ обеспечивает наиболее полное использование моно- канала и описывается протоколами, дающими гарантию каждой рабочей станции на определенное время доступа к моноканалу. При случайном доступе обращения станций к моноканалу могут выполняться в любое время, но нет гарантий, что каждое такое обращение позволит реализовать эффективную передачу данных. Глава 25. Локальные вычислительные сети В случае централизованного доступа каждый клиент может получать доступ к моноканалу: (Л по заранее составленному расписанию — статическое разделение времени канала; ьз по схеме жесткой временной коммутации через определенные промежутки времени (например, через каждые 0,5 с), задаваемые электронным коммутатором, — динамическое детерминированное разделение времени канала; (з на основе гибкой временной коммутации, реализуемой в процессе выполняемого из центра сети опроса рабочих станций на предмет выяснения необходимости доступа, — динамическое псевдослучайное разделение канального времени; (:3 при получении полномочий в виде специального пакета-маркера.
Первые два метода не обеспечивают эффективную загрузку канала, так как при предоставлении доступа некоторые клиенты могут быть не готовы к передаче данных, и канал в течение выделенного им отрезка времени будет простаивать. Метод опроса используется в сетях с явно выраженным центром управления и иногда даже в сетях с раздельными абонентскими каналами связи (например в сетях с радиальной топологией для обеспечения доступа к ресурсам центрального сервера). Метод передачи полномочий использует пакет, называемый маркером.
Маркер— служебный пакет определенного формата, в который клиенты сети могут помешать свои информационные пакеты. Последовательность передачи маркера по сети от одной рабочей станции к другой задается сервером (управляющей станцией). Рабочая станция, имеющая данные для передачи, анализирует, свободен ли маркер. Если маркер свободен, станция помещает в него пакет/пакеты своих данных, устанавливает в нем признак занятости и передает маркер дальше по сети.
Станция, которой было адресовано сообщение (в пакете обязательно есть адресная часть), принимает его, сбрасывает признак занятости и отправляет маркер дальше. При этом методе доступа легко реализуется приоритетное обслуживание привилегированных абонентов. Данный метод доступа для сетей с шинной и радиальной топологиями обеспечивается распространенным протоколом АВСпег корпорации Пагарошп К децентрализованным детерминированным методам относятся: ьз метод передачи маркера; О метод включения маркера.
Оба метода находят применение преимущественно в сетях с петлевой (кольцевой) топологией и основаны на передаче по сети специальных пакетов-маркеров, сегментов. Метод передачи маркера использует пакет, называемый маркером (сегмелтом).
Маркер — это не имеющий адреса свободно циркулирующий по сети пакет, определяющий стандартный временной интервал. Маркер может быть «занят» или «свободен». Если маркер свободен, станция, до которой маркер дошел, может вложить в него пакет/пакеты своих данных, пометить маркер как занятый и пере- 667 Базовые технологии локальных сетей дать его дальше. Можно использовать приоритетное обслуживание привилегированных абонентов.
Этот метод во многом подобен методу передачи полномочий, но движением маркера из центра сети не управляют. Такой метод доступа реализуется в сетях с кольцевой и радиальной топологиями широко известным протоколом То)геп В)пй, разработанным фирмой 1ВМ, и протоколом Г1)1)1 Американского национального института стандартизации (АИ51). Метод включения маркера также использует свободно циркулирующий по сети маркер. Рабочая станция, получившая маркер, может передать свои данные, даже если пришедший маркер занят.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
