Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Общий Принцип работы вычислительной сети↑ Стр 1 из 29Следующая ⇒ Содержание книги
Поиск на нашем сайте
ОБЩИЙ ПРИНЦИП РАБОТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ Распределенные системы обработки данных
К распределенным системам обработки данных относят вычислительные системы, функции которых состоят в выполнении требуемых актов обработки данных: ввода, хранения, преобразования и вывода. Примерами таких вычислительных систем являются системы для решения научных, инженерно-технических, планово-экономических задач, а также в качестве автоматизированных систем управления предприятиями, технологического оборудования и техническими объектами. Поскольку основным признаком распределенных вычислительных систем является наличие нескольких центров обработки данных, то к ним относят многомашинные вычислительные комплексы, мультипроцессорные вычислительные системы и вычислительные сети. Многомашинный вычислительный комплекс - это несколько связанных между собой компьютеров (каждый из которых работает под управлением собственной операционной системы), а также программные и аппаратные средства связи компьютеров, которые обеспечивают работу всех компьютеров комплекса как единого целого. Мультипроцессорные системы – это компьютеры, в которых имеется несколько процессоров, каждый из которых может относительно независимо от остальных выполнять свою программу. В мультипроцессоре существует общая для всех процессоров операционная система, которая оперативно распределяет вычислительную нагрузку между процессорами. Взаимодействие между отдельными процессорами организуется через оперативную паять. Вычислительные сети – это совокупность связанных между собой нескольких компьютеров, разнесенных в пространстве. Связь между компьютерами осуществляется с помощью специальных периферийных устройств – сетевых адаптеров, соединенных относительно протяженными каналами связи. Взаимодействие между компьютерами сети происходит за счет передачи сообщений через сетевые адаптеры и каналы связи. С помощью этих сообщений один компьютер обычно запрашивает доступ к ресурсам другого компьютера. Такими ресурсами могут быть как данные, хранящиеся на диске, так и разнообразные периферийные устройства – принтеры, модемы и др. Разделение локальных ресурсов каждого компьютера между пользователями сети – основная цель создания вычислительной сети.
Эффект сетевой обработки данных
Основной эффект от объединения ЭВМ в вычислительную сеть - это полная доступность ресурсов сети для пользователей. Пользователи, подключенные к сети, имеют доступ ко всем главным ЭВМ, входящим в сеть. Пользователям доступно программное обеспечение, имеющееся в сети, и базы данных, размещенные в ЭВМ сети, что позволяет оперативно использовать программы и базы данных. Информационные связи между пользователями позволяют решать задачи моделирования сложных систем, выполнять проектные работы, опирающиеся на распределенные между многими ЭВМ программное обеспечение и базы данных. Вычислительные сети позволяют повысить уровень ЭВМ, программного обеспечения и баз данных. Во-первых, вычислительная сеть обслуживает большое количество пользователей-профессионалов, обращающихся к базам данных типа Autocad, PCAD, LabViJ…, и непрофессионалов, обращающихся к гуманитарным базам данных (экономика, политика, общение, маркетинг, реклама, творчество и т.д.). Во-вторых, с точки зрения загрузки оборудования вычислительной сети, создаваемой всеми пользователями сети, значительно снижается стоимость обработки данных, по сравнению с одним пользователем, имеющим полный комплект оборудования.
Кольцевая топология При кольцевой топологии сеть не имеет явно выраженного центрального узла (сервера), а рабочие станции связаны одна с другой по кругу (см. рис. 4). Сообщения в подобной топологии циркулируют по кругу в строго заданном направлении. Рабочая станция посылает сообщение заданному адресату, предварительно получив из кольца запрос (маркер). Пересылка сообщений в подобной топологии является эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять "в дорогу" по каналу связи одно за другим. Каждая рабочая станция может выполнять функции сервера, а банки данных могут быть распределены между станциями. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко. Подключение новой рабочей станции требует выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто.
Рис. 3 Специальной формой кольцевой топологии является логическая кольцевая сеть. Физически она монтируется как соединение звездных топологий. Отдельные звезды включаются с помощью специальных коммутаторов (англ. Hub - концентратор). В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивные концентраторы ("хабы"). Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до 16 рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Каждой рабочей станции присваивается соответствующий ей адрес, по которому передается управление (от старшего к младшему и от самого младшего к самому старшему). Разрыв соединения происходит только для нижерасположенного (ближайшего) узла вычислительной сети, так что лишь в редких случаях может нарушаться работа всей сети.
Рис. 4
Шинная топология
В сетях с шинной топологией все рабочие станции подключаются к одному каналу связи (коммуникационному пути) с помощью премопередатчиков (см. рис. 5). Рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети, и могут быть подключены или отключены без нарушения функционирования всей вычислительной сети. Канал оканчивается с двух сторон пассивными терминаторами, которые поглощают передаваемые сигналы, поскольку по своей природе передача в такой сети является широковещательной (длинные линии – из курса теоретические основы электротехники). Каждая рабочая станция подключается к шине непосредственно к соединителям кабельных секций (тройниковые соединители) либо с помощью специальной врезки, которая просто прокалывает коаксиальный кабель до контакта с центральным проводником.
Рис. 5
Поскольку один общий канал связи (шина) разделяется между всеми абонентами сети, такие сети называются также моноканальными. Пропускная способность и задержка в шинных сетях определяется большим числом параметров: методом доступа, полосой пропускания канала связи, числом узлов связи, длиной сообщений и др. В данной топологии банки данных, также как и в сетях с кольцевой топологией, могут распределяться между рабочими станциями (станции ресурсов).
Деревовидная топология В локальной сети такого типа используется комбинация ранее рассмотренных типов топологий: “кольцо-звезда” либо “шина-звезда”. Сеть типа “кольцо-звезда” представлена на рис. 6. Сервера подключены к шине сети через контроллер, а к каждому серверу подсоединены звездно рабочие станции. Сети такого типа применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде. Сети такой топологии обладают преимуществом каждой в отдельности типом сети («кольцо» и «звезда»). И дополнительно удобны при административном управлении сетью. Недостаток такого типа в том, что выход из строя участка канала связи сети парализует работу группы абонентов этого участка. Сравнительные характеристики различных топологий локальных сетей представлены в табл. 1. Рис. 6 Таблица 1
Структура сообщения Многоуровневая организация управления процессами прием/передачи информации в сети порождает необходимость строить сообщения таким образом, чтобы формат и содержание его соответствовало последовательности уровней, на которых выполняются соответствующие функции. Данные, передаваемые в форме сообщения, снабжаются заголовком и концевиком, в которых содержится информация, необходимая для обработки сообщения на соответствующем уровне: указатели типа сообщения, адреса отправителя, получателя, канала, порта и т.д. Данная процедура аналогична процессам работы почтовой службы. Информация в виде письменного сообщения, отраженная на бумаге, помещается в конверт, на котором указывается адрес получателя письма (код города, почтового отделения), адрес отправителя, приоритет доставки сообщения (спецпочта, авиа, простое). Отличие состоит в форме представления информации - традиционный текстовый вид либо код в двоичном представлении. Пример структуры сообщения для сети приведен на рис. 8.
Рис. 8
Интерфейсы и протоколы сети Интерфейсы Для реализации функций управления передачей данных используются технические и программные средства. Как правило, уровни 1-й и 2-й реализуются в основном техническими средствами: на уровне 1 используются электронные схемы, а на уровне 2 - программируемые контроллеры или микропроцессоры. На уровнях 3 - 7 используются программные средства, образующие сетевую операционную систему вычислительной сети. Взаимодействие между уровнями одной системы производится на основе соглашения - интерфейса, определяющего структуру данных и способ (алгоритм) обмена данными между соседними уровнями. Уровни управления 1 и 2 связываются между собой и с уровнем 3 посредством схемных интерфейсов - интерфейсных шин. Порядок взаимодействия между уровнями управления 3 - 7 определяется программными интерфейсами - совокупностью процедур
F1(U1), …., FN (UN), где F1,…., FN - наименования процедур, реализуемых J-м уровнем управления, и U1,…, UN - множество формальных параметров соответствующих процедур.
Протоколы Гибкость организации и простота реализации сетей достигается за счет того, что обмен сообщениями допускается только между процессами одного уровня (процесс - это динамический объект, реализующий целенаправленный акт обработки данных). Процедура взаимодействия процессов на основе обмена сообщениями называется протоколом. Для процессов каждого уровня используется свой протокол. Протоколы имеют следующие особенности, отличающие их от интерфейсов: 1) параллелизм взаимодействующих процессов; 2) взаимную неопределенность состояния процессов, связанную с отсутствием у каждого из них полной информации о состоянии другого процесса; 3) отсутствие однозначной зависимости между событиями и действиями, выполняемыми при их наступлении; 4) отсутствие полной гарантии доставки сообщений. При описании протокола принято выделять его логическую и процедурную характеристики. Логическая характеристика протокола - структура (формат) и содержание (семантика) сообщений. Логическая характеристика задается перечислением типов сообщений и их смысла. Правила выполнения действий, предписанных протоколом взаимодействия, называются процедурной характеристикой протокола. Процедурная характеристика протокола может представляться в различной математической форме: операторными схемами алгоритмов, автоматными моделями, сетями Петри и др. Таким образом, логика организации вычислительной сети в наибольшей степени определяется протоколами, устанавливающими как тип и структуру сообщений, так и процедуры их обработки - реакцию на входящие сообщения и генерацию собственных сообщений. Число уровней управления и типы используемых протоколов определяют архитектуру вычислительной сети.
Физический уровень
Физический уровень обеспечивает перенос потока двоичных сигналов {Xi}, в виде которых представляются передаваемые данные, через физическую среду, соединяющие компьютеры сети. В качестве физической среды, как правило, используются проводные каналы связи (телефонный кабель, коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель) и радиоканалы. При передаче данных в аналоговой форме по тем же каналам связи последовательность бит {Xi} на входе канала преобразуется в устройствах модуляции/демодуляции (модемах) в аналоговые сигналы Si(t), параметры которых согласованы с параметрами физической среды (физического канала). Принимаемые на выходе аналогового канала сигналы преобразуются в последовательность бит {Yi}, которая может отличаться от передаваемой последовательности из-за взаимодействия помех {Pi}. Модемы в совокупности с физическим каналом образуют дискретный канал связи (рис. 12). В случае использования цифровых каналов связи преобразование последовательностей бит в аналоговые сигналы не производится. При этом вместо модемов используют линейные контроллеры, обеспечивающие сопряжение компьютера с физическим каналом. Понятие физического уровня, его назначение и выполняемые функции определены в рекомендации МККТТ Х.200 и стандарте ISO 7498. В соответствии с ними физический уровень выполняет сервисные функции для канального уровня. Его назначением является обеспечение механических, электрических, функциональных и процедурных средств для установления, поддержания и разъединения физических соединений с целью передачи последовательности бит между объектами канального уровня. Физический уровень также определяет особенности схем приема/передачи сигналов (оптический, электрический или радиосигнал), частоты и уровни напряжения сигналов, технику модуляции, виды кодирования и декодирования сигналов.
Физический уровень предоставляет канальному уровню следующие услуги: - физические соединения; - физические блоки данных службы; - оконечные точки физических соединений; - организацию передачи последовательностей бит; - оповещение о неисправности физического уровня; - определение качества представляемых услуг. Рассмотрим предоставляемые физическим уровнем услуги и выполняемые функции подробнее. На рис. 13 представлена схема подключения компьютеров в локальной сети.
Рис. 13 Компьютеры подключены к среде передачи с помощью двунаправленных блоков доступа – приемопередатчиков (трансиверов). Упрощенная структурная схема трансивера представлена на рис. 14. Приемопередатчики располагаются в непосредственной близости от основного кабеля, причем с адаптером имеется гальваническая развязка (5-8- элементы гальванической развязки). Это необходимо в случае выхода из строя адаптера, чтобы не замкнуть на землю кабель сети. В качестве развязки используется трансформатор, конденсатор или оптрон. Управление соединением физических каналов передачи данных является услугой, предоставляемой объектам канального уровня, и может предоставляться по их запросу. Также по требованию канального уровня устанавливаются и разъединяются физические соединения. Физический уровень обеспечивает перенос физического блока данных от объекта до потребителя, сохраняя при этом идентичность данных как в дуплексном, так и полудуплексном режиме синхронной или асинхронной передачи. На физическом уровне можно выделить два вида физических соединений: двухточечное и многоточечное. Двухточечное соединение обеспечивает связь только двух объектов сети, может иметь две оконечные точки физического соединения (к примеру, два абонента осуществляют взаимосвязь по городской телефонной связи с использованием модемов). Многоточечное соединение связывает более двух абонентов, т.е. это локальная вычислительная сеть. На физическом уровне обеспечивается доставка бит в том же порядке, в котором они были получены. В случае возникновения неисправности внутри физического уровня последний сообщает об этом объекту канального уровня. В качестве параметров качества физического уровня используются следующие характеристики: - частота появления ошибок; - доступность услуги; - скорость передачи; - транзитная задержка. Объектами стандартизации на физическом уровне являются четыре группы характеристик: механические; электрические; функциональные; процедурные. Механические характеристики
Механические характеристики физического уровня определяют организацию сопряжения (интерфейса) ООД (оконечное оборудование данных) с АКД (аппаратура канала данных), т.е. с физическими средствами соединения (реальной физической средой). Непосредственное сопряжение устанавливается при помощи соединителей различных типов, к которым подключается кабель, обеспечивающий гальваническую связь ООД с АКД. В части механических характеристик протоколов физического уровня определяются: конструктивное исполнение соединителей; тип крепления; способы фиксации и крепления соединителей; схемы расположения контактов; соответствие цепей обмена контактам соединителя (разъема). К примеру, стандарт ISO 4903 “Передача данных. 15 – контактный разъем стыка между ООД и АКД и расположение номеров их контактов”, который соответствует рекомендациям X.21, X.22.
ООД
|
G Ga T R C I S B | АКД | АКД | X21 | ООД |
Рис. 15
Процедурные характеристики
Процедурные характеристики физического уровня определяют последовательность изменений состояний цепей интерфейса ООД/АКД, т.е. определяют логику взаимодействия объектов на физическом уровне.
Основные рекомендации МККТТ, определяющие процедурные характеристики физического уровня:
V.24 – “Перечень определений цепей стыка между ООД и АКД” определяет функции каждой цепи и взаимосвязь между цепями для ООД, взаимодействующих с модемами;
X.21 – “Стык между ООД и АКД для синхронной передачи по сетям обмена данными общего пользования”;
Х.21 бис – “Использование ООД, рассчитанного на сопряжение с синхронными модемами, удовлетворяющими рекомендациям серии V на сетях обмена данными общего пользования”.
Функциональные характеристики даны в рекомендации Х.24, где процедуры даны в виде диаграмм состояний. Принято, что цепи C и I могут находиться в состоянии “Включено” или “Выключено”. ООД или АКД указывают на состояние, в котором они находятся, посылкой сигналов “0” или “1” по цепи T или R одновременно с соответствующим сигналом в цепи С или I. Эти состояния указывают, к примеру, “ООД готов” при сигналах Т=1, “С – выключено” либо “АКД готов” при R=1, “I – выключено”. Аналогично формируются сигналы “Запрос вызова”, “Передача данных”, “Готов”, “Разъединение”.
4.2 Канальный уровень
Протокол канального уровня (HDLC) организует службу доставки пакетов сообщений от одной рабочей станции до другой. Здесь реализуются функции, обеспечивающие кадровую синхронизацию, выявляются ошибки в передаваемых данных, обеспечивается контроль подключения приемопередатчиков к физическому каналу. В качестве единицы данных используется так называемый кадр. Структура кадра, используемая протоколом HDLC, установлена стандартом МОС 3309 и представлена на рис. 16.
1 8 1 16(24) 1 16 1 8
флаг | Управление На уровне канала | Данные | Контрольная сумма | флаг |
Рис. 16
Кадр рассматривается как последовательность байтов, начало и конец которой обеспечиваются флагами – двоичными кодами 01111110. Кадр несет в себе управляющую информацию, данные и контрольную сумму. Контрольная сумма используется для контроля передаваемой информации. При передаче данных формируется контрольная сумма, которая включается в кадр. При приеме кадра вновь вычисляется контрольная сумма. Она сравнивается со значением контрольной суммы кадра и, если они равнозначны, принятый кадр считается корректным. В противном случае фиксируется искажение принятого кадра. Область управления содержит идентификатор типа кадра, код команды или ответа, посылаемого в кадре, номер N(S) передаваемого и номер N(R) запрашиваемого или подтверждаемого (подтверждаемых) кадра. Основной формат области управления показан на рис. 17.
Протоколом HDLC определены три типа кадров: информационный
I- кадр, служебный контролирующий (супервизорный) S – кадр и служебный (ненумерованный) управляющий U – кадр.
Информационный кадр содержит информационную область для передачи данных пользователя источника. Длина информационной области в соответствии с документами МОС может быть любой, однако сверху она ограничена предельной длиной используемого помехоустойчивого (n, k) кода. В байте управления информационного кадра указываются номера
N(S) = 0, 1, …, 7 и N(R) = 0, 1, …, 7 передаваемого и принимаемого кадров. Бит 5 поля управления называется битом запроса в командах и битом окончания в ответах. Когда станция получает команду с битом запроса P =1, она обязана сформировать ответ с битом окончания F = 1. Супервизорный кадр используется для выполнения функций, связанных с упорядоченной, надежной передачей информации пользователя от одной станции к другой в режиме информационного обмена. N(R) – номер принимаемого кадра, значение s – биты, используемые для кодирования контрольных функций.
Тип кадра |
Порядок передачи битов области управления в канал
| |||||||
8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | |
I - кадр |
N(R) | P/R |
N(S) | 0 | ||||
S – кадр |
N(R) | P/R | s | s | 0 | 1 | ||
U - кадр | u | u | u | P/R | u | u | 1 | 1 |
Рис. 17
Служебный (ненумерованный) управляющий кадр предназначен для установления соединений и разъединения, завершения соответствующих режимов передачи кадров информации и для передачи информации о результате выполнения этих действий. Значения u – биты, используемые для кодирования управляющих функций.
Для каждой структуры кадра протоколом HDLC определены два формата: основной и расширенный. Эти два формата различаются лишь размерами и структурой области управления. Основной – с нумерацией кадров по модулю 8, а расширенный - с нумерацией по модулю 128. В первом формате номера кадров принимают значения 0, 1, …,7 и представляются в полях N(S) и N(R) байта управления. Во втором – поле управления кадра состоит из двух байт и номера кадров могут принимать значения от 0 до 127. Расширенный формат применяется в протяженных каналах связи, в которых может находиться большое число передаваемых кадров.
Как уже упоминалось, на канальном уровне используются команды и ответы для управления установлением связи между абонентами, переключением режимов работы приема/передачи, а также для контроля за прохождением процесса передачи информации между абонентами. Для выполнения этих функций используются 22 типа команд (К) и ответов (О), которые представлены в табл. 3.
Передача данных организуется следующим образом. Первичная станция устанавливает режим работы канала посылкой команды “Установить режим …” кадра типа 6 –11, содержащего адрес вторичной станции.
Таблица 3
N п/п | Наименование | Функция |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 | Информационный Супервизорные Готовность к приему Неготовность к приему Отказ Селективный отказ Ненумерованные Установить режим нормальных ответов Установить расширенный режим ответов Установить режим асинхронных ответов Установить режим расширенных асинхронных ответов Установить сбалансированный асинхронный режим Установить сбалансированный асинхронный расширенный режим Разъединить Установить режим инициализации Запрос режима инициализации Запрос передачи Сброс Информационный Обмен идентификаторами Подтверждение Режим без разъединения Запрос разъединения Отказ от кадра | К/О К/О К/О К/О К/О К К К К К К К К О К К К/О К/О О О О К/О |
После посылки кадра станция запускает тайм – аут, по истечении которого команда будет повторена, если не поступит ответ от вторичной станции. Вторичная станция при неготовности к работе отвечает кадром «Режим разъединения» либо посылает ответ по готовности «Подтверждение». При установке режима номера передаваемого и принимаемого кадров N(S) и N(R) обеих станций полагаются равными нулю. Прием кадра «Подтверждение» завершает процедуру установки режима и инициализации канала.
Первичная станция передает данные в виде информационных кадров. Передаваемые кадры снабжаются порядковыми номерами N(S), последовательно увеличиваемыми на единицу. Копии кадров сохраняются в первичной станции до получения подтверждения в приеме кадров. При основном режиме нумерации без подтверждений могут быть переданы не более 7 кадров. Вторичная станция проверяет корректность принятых кадров по значению контрольной суммы и сравнивает номер принятого кадра N(S) с ожидаемым. Если кадр не искажен и последовательность кадров не нарушена, он поступает на следующий уровень обработки, номер ожидаемого кадра увеличивается на единицу и выдается команда «Готовность к приему», содержащая номер N(R) следующего ожидаемого кадра. Эта команда воспринимается первичной станцией как подтверждение о приеме информационных кадров с номерами до N(R). Поток кадров может быть приостановлен вторичной станцией путем передачи кадра «Неготовность к приему». Передача может быть продолжена посылкой команды кадра «Готовность к приему».
Протокол HDLC обеспечивает четыре способа восстановления информационных кадров. Основной способ – использование тайм-аута. Когда супервизорные подтверждают прием информационных кадров, таймер перезапускается на величину тайм-аута. Номер N(R), полученный вторичной станцией, подтверждает прием всех кадров с номерами, меньшими N(R). Если тайм-аут закончился, то первичная станция начинает повторную передачу кадров, прием которых подтвержден. Для повышения эффективности использования канала предусмотрена посылка отрицательных квитанций – супервизорных кадров «Отказ» и «Селективный отказ». Если принятый кадр искажен из-за ошибки, обнаруженной с помощью контрольной суммы, вторичная станция, не дожидаясь окончания тайм-аута, посылает отрицательную квитанцию «Отказ», содержащую номер ожидаемого кадра N(R), и ждет поступления информационного кадра с этим номером. При этом все поступающие кадры с большими номерами игнорируются принимающей станцией. Эффективность использования канала еще более повышается за счет повышения селективной браковки. В этом случае станция, ожидавшая кадр N(R) и получившая кадр N(R) +1, принимает его и последующие кадры, извещая передающую станцию супервизорным кадром «Селективный отказ» с потерей кадра N(R). В ответ на команду «Селективный отказ» передающая станция повторно передает потерянный кадр. Отрицательные квитанции «Отказ» и «Селективный отказ» не исключают необходимость в тайм-ауте, поскольку квитанции могут быть потеряны в канале. Четвертый способ восстановления кадров, основанный на использовании бита запроса – окончания P/F, здесь не рассматривается.
Для разъединения связи между станциями используется команда «Разъединить», подтверждаемая ответом «Подтверждение».
Кроме описанных кадров, протокол HDLC использует следующие ненумерованные кадры. Кадр «Ненумерованный информационный» используется для передачи данных, защищаемых только контрольной суммой и не восстанавливаемых при потере кадра. Кадры этого типа применяются, например, при передаче изображений, когда потеря кадра, несущего в себе строку изображения, не оказывает существенного влияния на конечный результат. Кадр «Установить режим инициализации» обеспечивает повторную инициализацию канала, произведенную раннее командой «Установить режим….». В отличие от последней кадр «Установить режим инициализации» запускает специальные процедуры, реализованные в конкретных вариантах станций. Кадр «Запрос режима инициализации» посылается вторичной станцией для запроса от первичной станции команды «Установить режим инициализации». Команда и ответ «Обмен идентификаторами» используются между станциями информацией о реализованных в них технических возможностях. Команда «Сброс» используется для повторной инициализации передачи потока данных. Вторичная станция запрашивает разрешение на разъединение с помощью кадра «Запрос разъединения». Реагируя на этот кадр, первичная станция ликвидирует соединение в установленном порядке. Станция, находящаяся в режиме разъединения, не может устанавливать соединение, передавать и принимать информацию и отвечает на поступающие команды кадром «Режим разъединения».
В сетях передачи данных могут использоваться иные протоколы информационного канала, отличающиеся структурой кадра и составом процедур управления взаимодействием станций и передачей данных. Для разделения данных на кадры используются различные схемы. В протоколе HDLC выделяется флагами 01111110, отличающими начало и конец кадра. Эта схема предполагает использование бит-стаффинга для обеспечения прозрачности канала. Дело в том, что байт типа 01111110 может встречаться в данных после флага и если не принимать специальных мер, то данная последовательность битов может быть воспринята аппаратурой как флаг, сигнализирующий об окончании кадра, что приведет к ошибкам при передаче кадров. Процедура бит-стаффинг состоит в следующем. После передачи заголовка 01111110 все данные, поступающие за заголовком, проверяются на наличие в них шести подряд следующих единиц. Если в данных встречается такая последовательность, то после пятой единицы в данные вставляется 0. При приеме данных выполняется обратная процедура: в комбинациях 1111101 удаляются 0, в результате чего данные принимают прежний вид.
Другая схема построения кадра – указание в заголовке кадра длины поля данных. В этом случае приемник воспринимает n байтов, следующих за заголовком, как данные, вложенные в кадр. В протоколе двоичной синхронной связи BSC кадр формируется парами специальных знаков начала и окончания кадра. При передаче данных станция анализирует последовательность символов и, если встречается пара символов, тождественных окончанию кара, разделяет эти символы, вставляя между ними первый из них. При приеме кадра выполняется обратное преобразование данных.
Сетевой уровень
Сетевой уровень предоставляет транспортному уровню набор услуг, главными из которых являются сквозная передача данных между пользователями (все функции маршрутизации и ретрансляции выполняются на сетевом уровне) и глобальное адресование пользователей. Разнообразие услуг, используемых сетевым уровнем, а именно технических и программных средств, протокольных и алгоритмических решений, определяет сетевую службу.
Сетевая служба выполняет следующие функции для пользователя:
а) установление сетевого соединения с другим пользователем для передачи данных;
б) принятие соглашения между пользователями сетевой службы относительно качества обслуживания для каждого сетевого соединения;
в) прозрачная передача данных при сетевом соединении;
д) средство, с помощью которого сетевое соединение может быть возвращено в определенное состояние, и взаимодействие двух пользователей службы синхронизовано с использованием службы повторной установки;
е) в некоторых случаях – средство подтверждения приема данных;
ж) безусловное разъединение сетевого соединения либо пользователями, либо поставщиками сетевой службы;
з) предварительное согласование параметров качества обслуживания пользователем – передатчиком и поставщиком сетевой службы.
Качество обслуживания описывается его параметрами. Информация о параметрах качества обслуживания, задаваемых пользователями сетевой службы, используется поставщиком службы для выбора протокола, определения маршрута, распределения ресурсов.
Параметры качества отражены рабочими характеристиками сетевой службы, которые представлены в табл. 4.
Для установления сетевого соединения между абонентами необходима общесетевая система адресации, которая устанавливает порядок соединений в сети через базовую СПД см. рис.2. Организуя связь между абонентами, СПД (сеть передачи данных) должна по адресу получателя, указанному в заголовке пакета, определить путь передачи пакета – маршрут. Эта функция реализуется алгоритмами маршрутизации, под управлением которых работают узлы связи СПД. Система адресации, алгоритмы маршрутизации в целом определяют организацию процессов передачи данных и являются частью протоколов канального, сетевого и транспортного уровней.
Способы адресации
Передача данных в вычислительных сетях обеспечивается соответствующими процедурами, основные параметры которых - имена объектов, между которыми производится обмен данными (программы, пользователи, наборы данных, терминалы и др.). Такими объектами в первую очередь
| Поделиться: |
Познавательные статьи:
Последнее изменение этой страницы: 2021-12-15; просмотров: 63; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!
infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.145.88.104 (0.012 с.)