tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 98
Текст из файла (страница 98)
Этот профиль является самым настоящим конкурентом стандарта 802.11. Профиль удаленного доступа был, собственно говоря, филями, перечислены в табл. 4А. Из этой таблицы становятся понятны цели, ко- торые ставили перед собой разработчики системы. Вшегоогп 366 тем, ради чего изначально был задуман весь проект. Он позволяет ноутбуку соединяться с мобильным телефоном, имеющим встроенный модем, без использования проводов. Профиль «Факс» похож на предыдущий с той разницей, что он позволяет беспроводным факс-машинам отсылать и получать факсы прн помощи мобильного телефона.
Опять жс, никакис провода для связи между устройствами не требуются. Следующие три профиля относятся к телефонии. Профиль беспроводной телефонии обеспсчиваст связь телефонной трубки с базой. Сейчас домашний телефон не может использоваться в качестве мобильного, даже если он не имеет совсем никаких проводов, однако в будущем, надо полагать, эти два устройства будут объединены. Профиль 1пгегсош позволяет двум телефонам соединяться друг с другом наподобие раций. Наконец, последний профиль этой группы представляет собой приложение, позволяющее устройствам папбз-(гее держать связь с базой (телефоном). Это удобно, например, при управлении автомобилем.
Оставшиеся три профиля предназначены для организации обмена объектами (данными) между беспроводными устройствами. Объекты могут представлять собой электронные визитные карточки, изображения или файлы с данными. В частности, профиль синхронизации предназначен для загрузки даннгях в Р1)А или ноутбук, когда владелец этих устройств, например, выходит из дома. После возвращения данные можно извлечь. Неужели действительно необходимо было так подробно описывать в стандарте все приложения и предоставлять наборы протоколов для каждого из них? Может быть, и нет, но было создано довольно много рабочих групп, занимавшихся различными аспектами применения системы.
Каждая рабочая группа разработала свой профиль. Считайте это демонстрацией закона Конвея в действии. (В апреле 1988 года в журнале Х)агатагюл была опубликована статья Мелвина Конвея (Ме1ч)п Сопшау), в которой утверждалось, что если поручить написание компилятора п программистам, то получится л-проходный компилятор. В более общем виде эта мысль звучит так: структура программного обеспечения отражает структуру группы разработчиков.) Наверное, можно было обойтись не тринадцатью, а двумя наборами протоколов (один для передачи файлов и один для пеРедачи данных в реальном масштабе времени).
,В! ие1оотп: набор протоколов Стандарт В!цегоогЬ включает в себя множество протоколов, довольно свободно Разбитых на уровни. Структура стека протоколов не следует ни модели 081, ни ТСР/1Р, ни 802, ни какой-либо другой известной модели. Тем не менее 1ЕЕЕ работает над тем, чтобы как-то вписать В1цегоог)г в модель 802. Базовая архитектура протоколов в модифицированном комитетом 802 виде представлена на Рис. 4.33, В самом низу находится физический (радиотехнический) уровень, который вполне соответствует представлениям моделей 081 и 802 о том, каким должен быть этот уровень. На нем описываются радиосвязь и применяемые методы мо- 366 Глава 4.
Подуровень управления доступом к среде дуляции. Многое здесь направлено па то, чтобы сделать систему как можно дешевле и доступнее массовому покупателю. Прикладной уровень Связующий уровень Уровень передачи денных Физический уровень Рис. 4.33. Архитектура протоколов Вщетоо11к версия 802.15 Уровень немодулированной передачи чем-то напоминает подуровень МАС, но включает в себя и некоторые элементы физического уровня. Здесь описывается то, как главный узел управляет временными интервалами и как этн интервалы группируются в кадры. Далее следует уровень, содержагднй группу связанных между собой протоколов, Протокол управления соединением устанавливает логические каналы между устройствами, управляет режимами энергопотребления, идентификацией, а также качеством предоставляемых услуг.
Подуровень адаптации протоколов управления логическими соединениями (часто называемый 1.2САР) скрывает от верхних уровней технические детали нижних уровней. Его можно считать аналогом обычного подуровня ЕЕС из семейства стандартов 802. Однако устроен он по-другому. Аудиопротоколы и протоколы управления, как следует из их названия, занимаются соответственно передачей звука и управлением. Приложения могут обращаться к ним напрямую, минуя протокол 1.2САР.
Следующий уровень называется связующим, он содержит множество разнообразных протоколов. Для совместимости с сетями 802.х 1ЕЕЕ поместил сюда, например, 1 1 С. Впрочем, протоколы высокочастотной (ВЧ) связи, телефонии и определения сервисов всегда принадлежали В!цегоог1т. Протокол ВЧ-связи эмулирует работу стандартного последовательного порта ПК, к которому обычно подключаются клавиатура, мышь, модем и другие устройства.
Он позволяет последователям этих традиционных устройств нетрадиционно обходиться без проводов. Протокол телефонии является протоколом, работающим в реальном масштабе времени. Он используется тремя соответствующими профилями, ориентированными на передачу речи. В его задачи входят установка и разрыв телефонного соединения. Наконец, протокол определения сервисов используется для поиска доступных в сети сервисов. На самом верхнем уровне находятся приложения и профили. Они работают с протоколами нижних уровней, которые обеспечивают их функционирование.
Каждому приложению сопоставлен свой набор протоколов. Специфические уст- Вшегоош 367 ройства типа гарнитур используют только те протоколы, которые необходимы для их работы. В следующих разделах мы рассмотрим три нижних уровня стека протоколов В!вегоогп, поскольку они, пусть грубо, но все-таки соответствуют физическому уровню и подуровню МАС. В!иеФооФ: уровень радиосвязи Уровень радиосвязи переносит информацию бит за битом от главного узла к подчиненным и обратно. В реальности это маломощная приемопередающая система с радиусом действия порядка 10 и. Она работает в нелицензируемом диапазоне 2,4 ГГц, Диапазон разделен на 79 каналов по 1 МГц в каждом. В качестве метода модуляции применяется частотная манипуляция с 1 битом на герц, что дает суммарную скорость 1 Мбит/с.
Однако большая часть спектра занята служебной информацией. Для распределения каналов применяется расширенный спектр со скачкообразной перестройкой частоты (1600 скачков частоты в секунду, время пребывания — 625 мкс). Все узлы цикосетей перестраивают частоты одновременно; последовательность частот генерируется главным узлом. Поскольку сети 802.11 и В!негоой работают в одном и том же нелицензирусмом диапазоне 2,4 ГГц на одних и тех же 79 каналах, то, естественно, опи интерферируют друг с другом. Однако В!цегоогп развивается гораздо стремительнее 802.11, и похоже, что именно В!цс1оогп будет хоронить 802.11, а не наоборот. Но и 802.11, и 802.15 являются стандартами !ЕЕЕ, и конечно, !ЕЕЕ пытается найти какой-нибудь выход нз этой пикантной ситуации.
Но это не ~акая простая задана„как кажется: дело в том, что обе системы используют данный диапазон по той причине, что он не подлежит лицензированию. Стандарт 802.11а работает в другом нелицензируемом диапазоне (5 ГГц), но он гораздо уже, благодаря физическим свойствам радиоволн. Так что 802.11а оказывается далеко не панацеей от всех случаев. Некоторые компании решили проблему радикально: они просто предали В!цегоо1п анафеме. Решение вполне в духе рыночных отношений: более сильная (в политическом и зкономическом, а не техническом смысле) технология требует от более слабой изменить свой стандарт таким образом, чтобы она не мешалась под ногами. Некоторые мысли по этому поводу можно также найти у (Еапз(огс1 и др., 2001). В!ие1ооФ: уровень немодулированной передачи Уровень немодулированной передачи — это наиболее близкий к МАС-подуровню элемент иерархии В!иегоогЬ, Он трансформирует простой поток бит в калры и определяет некоторые ключевые форматы.
В простейшем случае главный узел каждой пикосети выдает последовательности временных интервалов по 625 мкс, причем передача данных со стороны главного узла начинается в четных тактах, а со стороны подчиненных узлов — в нечетных. Это, по сути дела, традиционное временное уплотнение, в котором главная сторона получает одну половину времен- 868 Глава 4.
Подуровень управления доступом к среде ных интервалов, а подчиненные делят между собой вторую. Кадры могут быть длиной 1, 3 илн 5 тактов. Тактированис со скачкообразным измснснием частоты отводит на успокоение системы 250 — 260 мкс при каждом скачке. Время успокоения можно и уменьшить, но цена за это довольно велика. В кадре, состоящем из одного такта, после успокоения системы остаегся время па передачу 366 нз 625 бнт. Из них 126 бит уходит на код доступа и заголовок. Остается 240 бит полезной информации на кадр, Если совместить пять временных интервалов в один кадр, понадобится всего один период успокоения системы, поэтому из 5 625 = 3125 бит доступны 2781 бит на уровне нсмолулировацной передачи.
Получается, что длинные кадры эффективнее однотактовых. Все кадры передаются между главным и подчиненными узлами по логическому каналу, называемому соединением. Существует два типа соединений. Первый называется АСЕ (Азупс!>гопоцэ Соппесгюп!саа — асинхронный без установления связи), он используется для коммутации пакетов данных, которые могут появиться в произвольный момент времени. Такие данные появля>отся с уровня Е2САР на передающей стороне и доставляк>тся на тот же уровень па принимающей стороне. Трафик АСЕ доставляется по принципу максимальных прилагаемых усилий для обеспечения сервиса. Никаких гарантий не дается. Кадры могут теряться и пересылаться повторно. У подчиненного узла можст быть только одно АС(.-сосдипет>ие со своим главным узлом.
Второй вид соединения называется ЯСО (БупсЬгопоцз Соппеш(т>п Ог1еп1ет)— синхронный с установлением связи). Он предназначен для передачи данных в реальном масштабе времени — это требуется, например, при телефонных разговорах. Такой тип канала получает фиксированный временной интервал для передачи в каждом из направлений. Из-за критичной ко времени передачи природь> 3СО кадры, переданные по ланному типу канала, никогда нс пересылаются заново. Вместо этого может быть использована прямая коррекция ошибок, обеспечивающая более надежное соединение.
У подчиненного узла может быть до трех соединений типа 3СО с главным узлом, каждое нз которых представляет собой аудиоканал РСМ с пропускной способностью 64 000 бит/с. В!ие1ооФ: уровень ~.2САР Уровень Е2САР выполняет три основные функции. Во-первых, он принимает пакеты размером до 64 Кбайт с верхних уровней и разбивает их на кадры для передачи по физическому каналу. На противоположном конце этот же уровень протоколов используется для обратного действия — объединения кадров в пакеты. Во-вторых, ).2САР занимается мультиплексированием и демультиплексированием множества источников пакетов, После сборки пакета он определяет, куда следует направить пакет (например, на протоколу ВЧ-связи или телефонии). В-третьих, 1.2САР отвечает за качество обслуживания как во время передачи, так и во время ожидания.