Лекция №4. Стек протоколов TCP (1244998), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Такая процедура называется стаффингом символов(stuff - всякая всячина, заполнитель).Бит-ориентированные протоколы. Сегодня используется более универсальная бит-ориентированная передача как двоичных, так исимвольных данных. Начало и конец каждого кадра отмечается одной и той же 8-битовой последовательностью - 01111110, называемой флагом.Чтобы флаг не присутствовал в поле данных кадра, используется бит-стаффинг. Последовательность 01111110 никогда не появится в поле данныхкадра.
Если обнаруживается, что подряд передано пять 1, то автоматически вставляется дополнительный 0 (даже если после этих пяти 1 шел 0).Бит-стаффинг гораздо более экономичен, чем байт-стаффинг, так как вместо лишнего байта вставляется один бит, следовательно, скорость передачипользовательских данных в этом случае замедляется в меньшей степени.Кадр (frame) имеет в общем случае заголовок, поле данных и концевик. Все биты кадра передаются непрерывным синхронным потоком, чтозначительно ускоряет передачу данных. Приемник должен найти начало и конец кадра, а также определить границы каждого поля кадра - адресаназначения, адреса источника, других служебных полей заголовка, поля данных и контрольной суммы, если она имеется.Обычно протоколы определяют максимальное и минимальное значение, которое может иметь длина поля данных. Например, протокол Ethernetтребует, чтобы поле данных содержало минимум 46 байт данных (если приложение хочет отправить меньшее количество байт, то оно обязанодополнить их до 46 байт любыми значениями).
Существуют также протоколы с кадрами фиксированной длины, например, в протоколе АТМ кадрыфиксированного размера 53 байт, включая служебную информацию 5 байт. Для таких протоколов необходимо решить только первую часть задачи распознать начало кадра. Максимальное количество байт изменяется от 128 (протокол х.25) до 8000 (протокол FDDI).На рис. показаны 3 различные схемы бит-ориентированной передачи.
Они отличаются способом обозначения начала и конца каждого кадра.Передача с установлением соединения и без установления соединенияТрехшаговая процедура установления соединенияПри передаче кадров данных на канальном уровне используются как дейтаграммные процедуры, работающие без установления соединения, так ипроцедуры с предварительным установлением логического соединения.
При дейтаграммной передаче кадр посылается в сеть «безпредупреждения», и никакой ответственности за его утерю протокол не несет. Передача с установлением соединения более надежна, но требуетбольше времени для передачи данных и вычислительных затрат от конечных узлов.В этом случае узлу-получателю отправляется служебный кадр специального формата с предложением установить соединение.
Если узел-получательсогласен с этим, то он посылает в ответ другой служебный кадр, подтверждающий установление соединения и предлагающий для данного логическогосоединения некоторые параметры, например идентификатор соединения, максимальное значение поля данных кадров и т. п.. Узел-инициаторсоединения завершает процесс установления соединения отправкой третьего служебного кадра, в котором сообщит, что предложенные параметры емуподходят. На этом логическое соединение считается установленным, и в его рамках можно передавать информационные кадры с пользовательскимиданными.Протоколы канального уровняСеть Ethernet - семейство технологий пакетной передачи данных канального уровня компьютерных сетей. При проектировании стандарта Ethernetбыло предусмотрено, что каждая сетевая карта узла связи должна иметь уникальный шестибайтный MAC-адрес, прошитый в ней при изготовлении.Этот номер используется для идентификации отправителя и получателя кадра.Ethernet - это самый распространенный на сегодняшний день стандарт локальных сетей, разработанный фирмой Xerox.
В этой сети шиннойтопологии применен метод доступа МДКН/ОК. В сетях Ethernet могут использоваться четыре разновидности формата кадра. Во всех четырехразновидностях кадр имеет длину от 576 до 12208 бит, т.е. от 72 до 1526 байт, и включает следующие обязательные части (ниже указаныпоследовательности полей кадра, в скобках даны размеры полей в байтах). Ethernet Version 2 или Ethernet-кадр II, ещѐ называемый DIX(аббревиатура первых букв фирм-разработчиков DEC, Intel, Xerox) — наиболее распространен и используется по сей день.преамбула (7 байт) состоит из 7 байт, состоящих из значений 10101010,синхронизм с передатчиком.ограничитель (1 байт ) определяет начало кадра и представляет собой код.адрес назначения (6 байт) Адреса, используемые в ЛВС на канальном уровне и называемые MAC-адресами, шестибайтовые, это уникальныеномера сетевых плат, назначаемые изготовителями плат по выданным им лицензиям.адрес источника (6 байт).длина кадра (2 байта).данные (46- 1500 байт).контрольный код (4 байта).
Бит - один двоичный разряд в двоичной системе счисления. Байт = 8 бит - единица хранения и обработкиинформации.нужна для вхождения приемника в побитовый и побайтовыйВ настоящее время технология Ethernet является доминирующей в ЛВС. Унифицировано несколько вариантов сети Ethernet, различающихсятопологией и особенностями физической среды передачи данных.1. Основной низкоскоростной вариант называется Twisted Pair Ethernet (шина, топология "звезда", дерево), принятое обозначение 10Base-T. Этокабельная сеть с использованием неэкранированных витых пар проводов и концентраторов, называемых также хабами.
В этой сети нерекомендуется включать последовательно более четырех хабов. Скорость 10 Мбит/c. Baseband network означает, что сообщения пересылаются вцифровой форме без модуляции. Допускаются длины сегментов до 100 м, максимальное расстояние между узлами (диаметр сети) 500 м, предельноечисло узлов 1024. Уровни сигнала при манчестерском кодировании — ±0,85 В, подключение к компьютеру — через телефонный разъем RJ-45. Вразветвленной сети из витых пар и концентраторов происходит широковещательная передача данных по МДКН/ОК.Структура сети Ethernet с топологией "звезда"Thick Ethernet (шина "с толстым" коаксиальным кабелем); принятое обозначение варианта 10Base-5, где первый элемент "10" характеризуетскорость передачи данных по линии 10 Мбит/с, последний элемент "5" — максимальную длину сегмента (в сотнях метров), т.е.
500 м; другиепараметры: максимальное число сегментов — 5; максимальное число узлов на одном сегменте — 100; минимальное расстояние между узлами — 2,5 м.Под сегментом кабеля понимается часть кабеля, используемая в качестве линии передачи данных и имеющая на концах согласующие элементы(терминаторы) для предотвращения отражения сигналов.Thin Ethernet (шина "с тонким" коаксиальным кабелем); принятое обозначение 10Base-2: максимальное число сегментов — 5; максимальнаядлина сегмента — 185 м; максимальное число узлов на одном сегменте — 30; минимальное расстояние между узлами — 0,5 м; скорость передачиданных по линии — 10 Мбит/с.Fiber Optic Ethernet вариант 10Мбит/с на основе оптоволоконного кабеля, обозначение 10Base-F, формирователь-приемник - светодиоды.Максимальные длины — в пределах 2 км.При использовании кабелей известно правило конфигурирования 5-4-3-2-1, при котором выполняются условия корректной работы кабельногосегмента ЛВС.5 - сеть может состоять из пяти физических кабельных сегментов4 - при этом могут быть использованы четыре концентратора3 - к трем сегментам могут быть подключены сетевые станции2 - два сегмента не могут содержать сетевые подключения1 - все это создает один логический сегмент ЛВС или домен коллизий*) Диаметр сети: если пакет передается через сеть слишком долго, станция может полностью завершить передачу своего пакета, не заметив того,что среда уже используется для передачи другой станцией (конфликт).
Такие ситуации запрещены протоколом. Поскольку длина минимального пакетаможет составлять (с учетом преамбулы) 576 бит, время транспортировки пакета по самому длинному пути (PDV) не должно превышатьпродолжительности передачи 575 бит для того, чтобы можно было надежно детектировать коллизии. При расчете этого времени нужно принимать вовнимание время распространения сигналов по кабелю и задержку, вносимую повторителями. Для произвольных сетей расстояние между абонентамирассчитывается, но не превышает 2,5 км.Fast Ethernet - 100-мегабитная сеть — в которой применен тот же метод доступа, что и в 10Base-T. Эта сеть используется для построенияскоростных ЛВС (последовательно включается не более двух хабов), для объединения низкоскоростных подсетей 10Base-T в единую скоростную сетьи для подключения серверов.
Диаметр сети — 200 м в случае витой пары и 272 м в случае ВОЛС. Практически можно использовать до 250 узлов.Gigabit Ethernet. В соответствии со стандартом IEEE 802.3z имеются разновидности Gigabit Ethernet на ВОЛС с использованием длин волн 830 или1270 нм (варианты 1000Base-SX и 1000Base-LX соответственно) и на витой паре категории 5 (вариант 1000Base-T). Связь осуществляется нарасстояниях до 5000 м в случае одномодовой ВОЛС, 550 м в случае многомодовой ВОЛС или до 200 в случае медных проводов.
В проводных сегментахсети 1000 Мб/с, используются, во-первых, передача по 4 параллельным витым парам, во-вторых, 5-уровневое представление данных (например, +2,+1, 0, -1, -2 В – код PAM5), в-третьих, кодирование 8B/10B.Сеть Ethernet имеет иерархическую структуру. Участки (отдельные компьютеры или подсети) по 10 Мб/с подключаются к портам переключателей(switches) скорости 10/100, их выходы по 100 Мб/с, в свою очередь, подключаются к портам переключателей 100/1000.Кроме того, имеется несколько разновидностей беспроводных сетей RadioEthernet, на частотах 2,4 ГГц и 5 ГГц, в стандарте определены триобязательные скорости — 6, 12 и 24 Mбит/с, Super-G до 54 Мбит/с, радиус действия — сотни метров.10-40-100 Gigabit Ethernet - новые схемы модуляции, новое оптоволокно, новые лазеры, частотное разделение каналов по 50 - 100 ГГц- DWDM.Протоколы сетевого и транпортного уровняПротокол TCP/IP - это средство обмена информацией между компьютерами, объединенными в сеть. Не имеет значения, составляют ли они частьодной и той же сети или подключены к отдельным сетям.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
