Способы обнаружения и устранения ошибок при передачи данных в сетях.

Ошибки связаны с искажением бит в кадре или с потерей кадра. Методы обнаружения ошибок основаны на передаче в составе кадра избыточной информации (контрольных разрядов). Кр вычисляются в передатчике как функция от информационных разрядов(ир). Приемник повторно вычисляет кр по тому же алгоритму и при несовпадении с полученными кр фиксируется ошибка. Методы вычисления кр: контроль по паритету(обнаруживает одиночные и нечетное количество ошибок – контроль по четности, по нечетности), вертикальный и горизонтальный контроль по паритету (обнаруживается большая часть двойных ошибок, велика избыточность), контрольная сумма (передатчик дополняет сумму всех байт кадра до 0 или FF, приемник суммирует по модулю равному разрядности контрольного кода, включая кр, вероятность обнаружения ошибок 99,6%, уменьшается при увеличении разрядности кода), циклический контроль(исходные данные предоставляются многоразрядным двоичным числом в качестве кр берется остаток от деления этого числа на известный делитель, при приеме снова вычисляется остаток от деления на тот же делитель, но делятся данные кадры с полученным кр, если остаток = 0, то ошибки нет, если не =, то ошибка. Обнаруживаются одиночные, двойные и ошибки в нечетном числе бит.)

Методы исправления ошибок основаны на повторной передаче кадра данных. Отправитель нумерует посылаемые кадры и для каждого ожидает положительной квитанции (служебного кадра «ошибок нет»). При получении искаженного кадра приемник посылает отрицательную квитанцию, указывающую, что кадр надо передать повторно. При отправки каждого кадра передатчик запускает таймер, и если по его истечении не получена квитанция, то кадр (возможно квитанция) утерян и выполняется повторная передача. Методы исправления: метод с простоями (передатчик ожидает положительной квитанции и только после этого посылает следующий кадр, иначе повторяет передачу, +: надежность передачи, -: уменьшение производительности), метод скользящего окна (при отправке кадра источнику разрешается до получения квитанции на кадр передать еще некоторое количество кадров, если за это время квитанция так и не пришла, то передача приостанавливается и кадр передается снова, +: увеличивается скорость обмена, -: передатчик должен хранить в буфере все кадры на которые нет квитанций, надо отслеживать номер кадра на который пришла квитанция и номер кадра который можно передать до получения следующей квитанции).

IP адресация: классы сетей, деление на сети и подсети, маски подсетей.

В современных сетях для адресации узлов одновременно используются аппаратные, числовые и символьные адреса. Пользователи адресуют комп-ы с символьными адресами, которые автоматически заменяются в сообщениях передаваемых по сети на числовые адреса. После доставки в сеть назначения вместо числового адреса используется аппаратный адрес комп-а. типы адресов: лок адреса- используются для доставки сообщений в пределах подсети, IP адреса – используются для передачи пакетов между сетями, DNS-имя – символьные адреса с их помощью пользователи адресуют комп-ы.

4 класса IP-адресов: А(1 сеть 10.0.0.0), В(16 сетей 172.16.0.0-172.31.0.0), С(255 сетей 192.161.0.0-192.161.255.0).

Ограничение на IP-адреса узлов и сетей: 1) ни номер сети, ни номер узла не равны всем двоичным 0 или 1. 2)127.х.х.х – запрещен для узлов и сетей, т.к. используется для тестирования программ и взаимодействия процессов в пределах 1 комп-а 3)групповой адрес не содержит ни номера сети, ни номера узла.

Маска – содержит непрерывную последовательность двоичных единиц в тех разрядах, которые в IP адресе и непрерывную последовательность нулей в тех разрядах, которые соответствуют номеру узла.

+: маска позволяет отказаться от класса адресов, маска используется в маршрутизаторе, маска позволяет администратору структурировать сеть, т.е. делить ее на подсети не требуя от поставщика услуг доп адреса, поставщики услуг могут объединять адресное пространство лс вводя прификсы, уменьшая объем маршрутизации.

Порядок назначения адресов - номера сетей назначаются: централизованно(поставщиками услуг), произвольно(если сеть работает автономно), номера узлов администратор назначает произвольно в пределах разрешенного диапазона адресов, для лок сетей зарезервированы адреса трех классов.

 

Сетевая технология Ethernet: физический и канальный уровни. Метод доступа CSMA/CD. Обработка коллизий. Топологии. Адресация. Формат кадров.

CSMA/CD реализуется сетевым адаптером аппаратно или микропрограммно, он используется в лс с логической общей шиной, включая радио сети. Сетевой адаптер прослушивает разделяемую среду, признаком ее незанятости является отсутствие несущей, т.е. основной гармоники сигнала. Частота несущей 5-10 МГц, при манчестерском кодировании, если среда не занята, сетевой адаптер передает кадр, который распространяется в обе стороны, после окончания передачи кадра все узлы выдерживают технологическую паузу. Если 2 и более станции передают кадр, возникает коллизия. Приемник обнаруживает коллизию по длине кадра меньше 64Б, а передатчик по несовпадению передаваемых и наблюдаемых сигналов. После этого сетевой адаптер прерывает передачу и усиливает коллизию, посылая jam-последовательность в 32 бита для оповещения других станций, затем сетевой адаптер делает случайную паузу. После 16 неудачных попыток кадр отбрасывается.

Формат кадра: сетевые адаптеры и их драйверы, мосты, коммутаторы, и маршрутизаторы работают со всеми форматами кадров. а) кадр 802.3/LLC: преамбула(необходима для синхронизации приемника и передатчика), SFD (начальный ограничитель кадра), DA (адрес назначения индивидуальный, широковещательный, групповой), SA (адрес источника), L(длина поля данных в байтах), FCS(контрольные разряды CRC). б) кадр Raw802.3/Novell 802.3 такой же как и предыдущий, но без вложенного LLC кадра. в) Ethernet DIX(II) = (б), но вместо поля L, поле Т (тип протокола верхнего уровня, вложившего свой пакет в поле данных кадра). г) Ethernet SWAP – расширение кадра (а), введением заголовка SWAP, который вложен в протокол LLC.

Топологии: шина, звезда с активным центром, двухстороннее соединение пары узлов без хаба, дерево.

Скорость – 10 Мб/с, мах диаметр сети 2500м, мах число станций в сети 1024

 

Стандарты Ethernet 10 Мб/с.

10Base-5

Толстый коксиал, диаметр 0,5, топология – шина, сегмент кабеля ограничивают терминаторы (заглушки), поглощающие сигналы и препятствующие возникновению отраженных сигналов, трансиверы – с их помощью станции подключаются к кабелю, функции трансивера – приемо-передача данных, определение коллизий по уровню постоянной составляющей, гальваническая развязка, контроль болтливости (если из-за неисправности повышается мах время передачи кадра, то трансивер отсоединяет кабель от передатчика). Повторитель побитно синхронно повторяет сигналы с одного сегмент в другой, улучшая их форму и мощность и синхронизируя их.

Правило «5-4-3» - мах конфигурация стандарта: 5- мах число сегментов, 4- мах число повторителей, 3- мах число нагруженных сегментов. Мах диаметр сети 2500м, мах число узлов 297.

10Base-2

Тонкий коксиал, BNST коннектор – это тройник, одна точка которого соединяется с СА, 2 других с точками разрыва.

Правило «5-4-3»

Мах диаметр сети – 925м, мах число уровней – 87

Общий недостаток отсутствие оперативной информации о состоянии моноканала. Повреждение кабеля обнаруживается по неработоспособности сети, а поиск – кабельным тестером.

10Base-T

Топология – звезда с активным центром

Мах длина сегмента 100м, определяется полосой пропускания UTP позволяющей передавать данные в манчестерском коде со скоростью 10 Мб/с на 100м мах. Hub выполняет функции повторителя сигналов на всех отрезках подключенных к его портам, обнаруживает коллизию.

Правило 4 хабов. Мах число хабов между любыми двумя станциями равно 4. можно соединять в древовидную структуру. Петли, замкнутые контуры запрещены.

Мах диаметр сети 500м, мах число узлов 1024 достигается в двухуровневом соединении хабов.

10Base-F

Структура, топология как предыдущий.

Стандарты: FOIRL- мах длина сегмента 1000м мах диаметр сети 2500м, 10Base-FL- мах длина сегмента 2000м мах диаметр сети 2500м, 10Base-FB только для соединения «5 хабов», мах длина сегментов 2000м, мах диаметр сети 2740м.