Горнец Н.Н., Рощин А.Г. Организация ЭВМ и систем (2006) (1186251), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Каждая машина проверяе~ это поле. Если она обнаруживает в этом поле свой адрес, то при- 276 ступает к обработке кадра. В противном случае она его игнорирует. Сети этого типа, как правило, имеют режим, когда один кадр адресуется всем машинам в сети. Это так называемый режим широкого вещания. Используется также режим группового вещания, когда один и тот же кадр получают машины, принадлежащие к определенной группе в сети. Связи «точка-точка» соединяют пару машин индивидуальным каналом.
В сети с такими связями пакет данных прежде, чем достигнет адресата, проходит через несколько промежуточных машин и связей. В таких сетях возникает потребность в маршрутизации пакетов. От ее эффективности зависит скорость доставки сообщений и распределение нагрузки в сети. Связь типа вещание, как правило, используется на географически небольших территориях — в ЛВС, а связь «точка-точка»вЂ” для построения крупных сетей, охватывающих большие регионы (региональных сетях). Масштаб сети — еще один критерий для классификации сетей, в соответствии с которым можно определить следующие устройства и системы в зависимости от расстояния между процессорами: потоковая машина (плата); многомашинный комплекс (система); локальная сеть (комната, здание, комплекс); региональная (глобальная) сеть (страна, континент); Интернет (планета).
Локальная вычислительная сеть (Ьоса1 Агеа Хепчог1с — ЬАХ) обладает следующими отличительными признаками: размер — известна максимальная задержка при передаче; способ передачи данных — вещание, скорость передачи 10 ... 1000 Мбит/с; топология — линейная, кольцо, дерево. Региональная (глобальная, широкозонная) вычислительная сеть (%Ые Агеа Хепчог)г — %АХ) охватывает крупные географические области, такие как страны, континенты, и обладает следующими отличительными признаками: размер — максимальная задержка при передаче не известна; способ передачи данных — «точка-точка»; топология — разреженная. Сеть этого типа объединяет множество компьютеров и локальных сетей через региональные телекоммуникационные сети. 11.4.
Организация взаимодействия в вычислительной сети Для борьбы со сложностью сеть, как правило, организована в виде иерархии слоев или уровней. В разных сетях число уровней, 277 их название, содержание 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. Уровень и на одной машине обеспечивает взаимодействие с уровнем н на другой машине.
Правила и соглашения по установлению связи и ее поддержанию называются протоколом (рис. 11.3) Фактически уровень л непосредственно с уровнем л на другой машине не взаимодействует. Он передает данные нижележащему уровню. Между каждой парой смежных уровней на одной машине существует интерфейс. Интерфейс определяет примитивы (элементарные операции) и услуги (сервис), которые нижележащий уровень должен обеспечивать для верхнего уровня.
Набор уровней и протоколов называется архитектурой сети. Конкретный набор протоколов, используемый на конкретной машине, называется стеком протоколов. Спецификация архитектуры сети должна содержать достаточно информации, чтобы разработчик сетевого ПО мог написать соответствующие программы для каждого уровня, а инженер-электронщик — создать надлежащую аппаратуру. При передаче сообщения М на каждом уровне к полученным от верхнего уровня данным добавляется заголовок Н. На уровне 2 для проверки корректности передачи данных добавляется контрольная сумма Т вЂ” концевик.
При необходимости блок данных Хост 1 Хост 2 Интерфейс 5/4 Интерфейс 423 Интерфейс зй Интерфейс 2Л Рнс. 11.3. Уровни, протоколы н интерфейсы 278 может быть разделен на несколько сегментов. Эта операция называется фрагмеитацией (на рис. 11.4 показан пример фрагментации на уровне 3).
Заголовок содержит управляющую информацию— кому адресовано сообщение, время, дату, порядковый номер и т,д. Данные фактически переносятся от машины к машине по физической линии связи. На принимающей машине служебная информация (заголовок) анализируется на каждом уровне и передается на вышележащий уровень (см. рис. 11.4). При организации уровней должны решаться следующие основные вопросы по распределению задач: создание на каждом уровне механизма для определения отправителей и получателей; разработка правил передачи данных между уровнями (симплекс, полудуплекс, дуплекс), а также определение числа виртуальных каналов через одно соединение и приоритетов между ними; обнаружение и исправление ошибок; сохранение исходной последовательности данных при передаче; организация механизма предотвращения ситуаций, когда получатель начинает не успевать обрабатывать прибывающий поток данных; обеспечение процессов работы на любом уровне с сообщениями произвольной длины, для чего необходимо предусмотреть разбиение, передачу и сборку сообщений; принять решение, как быть„ если процесс работает со столь короткими сообщениями, что их раздельная пересылка неэффективна; обеспечение мультиплексирования и демультиплексирования виртуальных каналов; Машина-аирссат Машина-источник Рис.
! 1.4. Служебная информация, передаваемая между уровнями сети 279 определение правил выбора, когда между получателем и от правителем есть несколько маршрутов. Решение всех этих вопросов производится на различных уров нях эталонной модели. Существует несколько эталонных моделей, Наиболее известна модель 081. Эталонная модель 081. Модель 081 (рис. 11.5) была разработана Международной организацией по стандартизации (МОС). Эта модель имеет семь уровней 1. Физический уровень. Этот уровень отвечает за передачу после довательности битов по каналу связи.
Основная задача уровня состоит в обеспечении достоверности передачи битов. Необходимо гарантировать, что если на одном конце линии отправили «1», то на другом получили именно «1», а не «О», На этом уровне решакут такие вопросы, как способ представления «1» и «О», сколько времени тратится на передачу одного бита, следует ли поддерживать передачу данных в обоих направлениях одновременно, как устанавливается начальное соединение и как оно разрывается, каково число контактов на сетевом разъеме, для чего используется каждый контакт. Это в основном вопросы механики, электрики и оптики. Хост А Прикладной протокол Прикладной Прикладной Представительский протокол Предстшштельский Представительский Сеансовый протокол Сеансовый Сеансовый Транспортный протокол Транспортный Транспортный Сетевой Сетевой Сетевой Сетевой Канальный Канальный Канальный Канальный Физический Физический Физический Физический Внутренний протокол~~ телекоммуникапионной сети Сетевой протокол хост-маршрутнзатор Канальный протокол хост-маршрутизатор Физический протокол хост-маршрутизатор Рис.
! 1.5. Модель 081 280 2. Канальный уровень. Основная задача уровня — превратить несовершенную среду передачи в надежный канал, свободный от ошибок. Эта задача решается разбиением данных отправителя на кадры (обычно от нескольких сотен до нескольких тысяч байтов), передачей кадров последовательно и обработкой кадров уведомления, поступающих от получателя. Поскольку физический уровень не распознает структуры в передаваемых данных, то определение границы кадра — задача канала данных.
Она решается введением специальной последовательности битов, которая добавляется в начало и конец кадра и всегда интерпретируется как граница. Помехи на линии могут разрушить кадр. В этом случае его необходимо передать повторно. Он будет дублирован также при потере кадра уведомления. В этом случае требуется решение новых задач на данном уровне, связанных с определением дубликатов одного и того же кадра. Уровень канала данных может поддерживать сервис разных классов для сетевого уровня, разного качества и стоимости. Другой проблемой, возникающей на уровне канала данных (равно как и на других вышележащих уровнях), является управление потоком передачи.
Например,как предотвратить «захлебывание» получателя, как сообщить отправителю размер буфера для приема передаваемых данных, имеющийся у получателя. Если канал позволяет передавать данные в обоих направлениях одновременно, то возникает новая проблема. Кадры уведомления для потока от А к В используют тот же канал, что и трафик от В к А.
В сетях с вещательным способом передачи возникает проблема управления доступом к общему каналу. За это отвечает специальный подуровень доступа к среде (Мегйшп Ассезз Соп1го! — МАС). 3. Сетевой уровель. Этот уровень отвечает за функционирование телекоммуникационной подсети. Основной проблемой здесь является маршрутизация пакетов от отправителя к получателю. Маршруты могут быть определены заранее и прописаны в некоторой статической таблице. Они могут определяться в момент установления соединения.
Наконец, маршруты могут строиться динамически в зависимости от загрузки сети. Если в подсети циркулирует слишком много пакетов, то они могуг использовать одни и те же маршруты, что будет приводить к заторам. Эта проблема также решается на сетевом уровне. Поскольку за использование телекоммуникационной сети, как правило, предполагается оплата, то на этом уровне также присутствуют функции учета — как много байт или символов послал или получил абонент сети.
Если абоненты расположены в разных странах, где другие тарифы, то надо должным образом скорректировать цену услуги. Если пакет адресован в другую сеть, то надо предпринять надлежащие меры для преобразования данных: там может быть дру- 281 гой формат пакетов, отличный способ адресации, размер паке тов, протоколы и т.д. 4. 7рлислортный уровень. Основная функция этого уровня принять данные с уровня сессии, разделить, если надо, на более мелкие единицы, передать на сетевой уровень и позаботиться чтобы все они дошли в целостности до адресата. Все это должно быть сделано эффективно и так, чтобы скрыть от вышележащего уровня непринципиальные изменения, происходящие на нижних уровнях.
В нормальных условиях транспортный уровень должен создать специальное сетевое соединение для каждого транспортного соединения по запросу уровня сессии. Если транспортное соединение требует высокой пропускной способности, то транспортный уровень может создать несколько сетевых соединений, между которыми он будет распределять передаваемые данные.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
