Методи доступу і їхня класифікація.

Метод доступу (access method) – це набір правил, що регламентують спосіб одержання в користування ("захвату”) середовища передачі. Метод доступу визначає, яким образом вузли одержують можливість передавати дані.

Виділяють наступні класи методів доступу:

- селективні методи,

- змагальні методи (методи випадкового доступу),

- методи, засновані на резервуванні часу,

- кільцеві методи.

Всі методи доступу, крім змагальних, утворюють групу методів детермінованого доступу. При використанні селективних методів для того, щоб вузол міг передавати дані, він повинен одержати дозвіл. Метод називається опитуванням (polling), якщо дозволи передаються всім вузлам по черзі спеціальним мережним устаткуванням. Метод називається передачею маркера (token passing), якщо кожен вузол по завершенні передачі передає дозвіл наступному.

Методи випадкового доступу (random access methods) засновані на "змаганні” вузлів за одержання доступу до середовища передачі. Випадковий доступ може бути реалізований різними способами: базовим асинхронним, з тактовою синхронізацією моментів передачі кадрів, із прослуховуванням каналу перед початком передачі ("слухай, перш ніж говорити”), із прослуховуванням каналу під час передачі ("слухай, поки говориш”). Можуть бути використані одночасно кілька способів з перерахованих.

Методи, засновані на резервуванні часу, зводяться до виділення інтервалів часу (слотів), які розподіляються між вузлами. Вузол одержує канал у своє розпорядження на всю тривалість виділених йому слотів. Існують варіанти методів, що враховують пріоритети - вузли з більше високим пріоритетам одержують більшу кількість слотів.

Кільцеві методи використовуються у ЛВМ із кільцевою топологією. Кільцевий метод вставки регістрів полягає в підключенні паралельно до кільця одного або декількох буферних регістрів. Дані для передачі записуються в регістр, після чого вузол очікує межкадрового проміжку. Потім уміст регістра передається в канал. Якщо під час передачі надходить кадр, він записується в буфер і передається після своїх даних.

Розрізняють клієнт-серверні й однорангові методи доступу.

Клієнт- Серверні методи доступу припускають наявність у мережі центрального вузла, що управляє всіма іншими. Такі методи розпадаються на дві групи: з опитуванням і без опитування.

Серед методів доступу з опитуванням найпоширеніш "опитування із зупинкою й очікуванням” і "безперервний автоматичний запит на повторення” (ARQ). У кожному разі первинний вузол послідовно передає вузлам дозвіл на передачу даних. Якщо вузол має дані для передачі, він видає їх у середовище передачі, якщо немає - або видає короткий пакет даних типу "даних нема”, або просто нічого не передає.

При використанні однорангових методів доступу всі вузли рівноправні. Мультіплексна передача з тимчасовим поділом - найбільш проста однорангова система без пріоритетів, що використовує твердий розклад роботи вузлів. Кожному вузлу виділяється інтервал часу, протягом якого вузол може передавати дані, причому інтервали розподіляються нарівно між всіма вузлами.

Метод доступу з контролем несучої й визначенням колізій

Множинний доступ з контролем несучої й визначенням колізій (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) - найпоширеніший метод випадкового доступу, що застосовуються в локальних мережах. Всі вузли мережі постійно прослуховують канал (контроль несучої). Якщо вузол має дані для передачі, він чекає тиші в каналі й починає передачу. При цьому може виявитися так, що інший вузол теж виявив, що канал вільний і теж початків передачу. Така ситуація називається колізією. Оскільки всі вузли, передаючи дані, продовжують прослуховувати канал, вони можуть виявити накладення сигналів від різних джерел. При виявленні колізії передавальні вузли видають у канал спеціальну послідовність бітів - "затор”, що служить для оповіщення інших вузлів про колізію. Потім всі передавальні вузли припиняють передачу й планують її на більше пізніше час. Величина паузи вибирається випадковим образом.

Маркерні методи доступу

 

Метод передачі маркера відноситься до селективних детермінованих однорангових методів доступу. Мережі із шинною топологією, що використовують передачу маркера, називаються мережами типу "маркерна шина” (token bus), а кільцеві мережі - мережами типу "маркерне кільце” (token ring).

У мережах типу "маркерна шина” маркер являє собою кадр, що містить поле адреси, у яке записується адреса вузла, який надається право доступу до середовища передачі. Після передачі кадру даних вузол, що передає, записує в маркер адресу наступного вузла й видає маркер у канал.

Мережі типу "маркерне кільце”, будучи мережами з кільцевою топологією, мають послідовну конфігурацію: кожна пара вузлів зв'язана окремим каналом, а для функціонування мережі необхідне функціонування всіх вузлів. У таких мережах маркер не містить адреси вузла, якому дозволена передача, а містить тільки поле зайнятості, що може містити одне із двох значень: "зайнятий” і "вільний”. Коли вузол, що має дані для передачі, одержує вільний маркер, він міняє стан маркера на "зайнятий”, а потім передає в канал маркер і свій кадр даних. Станція-одержувач, розпізнавши свою адресу в кадрі даних, зчитує призначені їй дані, але не міняє стану маркера. Змінює стан маркера на "вільний” (після повного оберту маркера з кадром даних по кільцю) той вузол, що його зайняв. Кадр даних при цьому видаляється з кільця. Вузол не може повторно використовувати маркер для передачі іншого кадру даних, а повинен передати вільний маркер далі по кільцю й дочекатися його одержання після одного або декількох обертів. Рівнорангові пріоритетні системи включають пріоритетні слотові системи, системи з контролем несучої без колізій і системи з передачею маркера із пріоритетами.

Пріоритетні слотові системи подібні до систем з мультиплексною передачею з тимчасовим поділом, але видача слотів відбувається з урахуванням пріоритетів вузлів. Критеріями для встановлення пріоритетів можуть бути: попереднє володіння слотом, час відповіді, обсяг переданих даних і ін.

Системи з контролем несучої без колізій (CSMA/CA, Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) відрізняються від систем з виявленням колізій наявністю у вузлів таймерів, що визначають безпечні моменти передачі. Тривалості таймерів установлюються залежно від пріоритетів вузлів: станції з більше високим пріоритетом мають меншу тривалість таймера.

Пріоритетні системи з передачею маркера визначають пріоритети вузлів таким чином, що чим менше номер вузла, тим вище його пріоритет. Маркер при цьому містить поле резервування, у яке вузол, що збирається передавати дані, записує своє значення пріоритету. Якщо в кільці зустрінеться вузол з більш високим пріоритетом, що теж має дані для передачі, цей вузол запише своє значення пріоритету в поле резервування, чим перекриє попередню заявку (зберігши старе значення поля резервування у своїй пам'яті). Якщо маркер, що надійшов на вузол, містить у поле резервування значення пріоритету даного вузла, даний вузол може передавати дані. Після оберту маркера по кільцю і його звільнення вузол, що передавав, повинен відновити в маркері значення поля резервування, збережене в пам'яті

10) Моделі OSI.Рівень моделі OSI,їх призначення?

Модель OSI (англ. Open Systems Interconnection Reference Model - модель взаємодії відкритих систем) - абстрактна модель для мережних комунікацій і розробки мережевих протоколів. Представляє рівневий підхід до мережі. Кожен рівень обслуговує свою частину процесу взаємодії. Завдяки такій структурі спільна робота мережного обладнання й програмного забезпечення стає набагато простішою й зрозумілішою. Зрозуміло, у цей час основним використовуваним протоколом є TCP/IP, розробка якого не була пов'язана з моделлю OSI. За увесь час існування моделі OSI вона не була реалізована, і, очевидно, не буде реалізована ніколи. Сьогодні використовується тільки деяка підмножина моделі OSI. Вважається, що модель занадто складна, а її реалізація займе занадто багато часу. Окремі фахівці стверджують також, що історія моделі OSI являє типовий приклад невдалого й відірваного від життя проекту.

Модель взаємодії відкритих систем (Open Systems Interconnection (OSI)).
Це сімерівнева модель, кожен рівень котрої виконує певні функції. Кожен нижчий рівень в моделі надає вищому рівню певні послуги для передавання інформації. При цьому важливою є взаємодія однакових рівнів приймача та передавача, котра забезпечує передавання інформації між абонентами.
Фізичний рівень:
Фізичний рівень забезпечує процес передавання інформації середовищем передавання (кабелі, ефір, тощо) між вузлами мережі та засобами формування в ній каналів. Фізичний рівень відповідає за передавання інформації від точки входу до точки виходу каналів.
Фізичний рівень визначає електротехнічні, механічні, процедурні і функціональні характеристики активації, підтримки та дезактивації фізичного каналу між прикінцевими системами.
Специфікації фізичного рівня визначають характеристики (параметри) сигналу, швидкість передавання інформації, максимальну відстань передавання інформації, фізичні з'єднувачі та інші подібні характеристики. Забезпечує безперервним фізичним каналом між вузлами мережі зв'язку та кінцевими користувачами.
Обладнання технології Ethernet використовує лише 3 перші (фізичний, канальний, мережний) рівні моделі OSI. В залежності від конкретного типу інтерфейсу Ethernet, рівні моделі OSI (котрі задіяні в технології Ethernet) можуть відрізнятись набором підрівнів, що виконують певні функції.
На рисунку нижче наведено приклад мережі з різними мережними протоколами, типами обладнання та рівнями моделі OSI, реалізованими в цьому обладнанні Ethernet
Канальний рівень (рівень ланки даних):
Канальний рівень забезпечує передавання даних через фізичний канал з заданою достовірністю (тобто відповідає за безпомилкове передавання інформації). Канальний рівень виконує функцію фізичної адресації, визначає топологію мережі, повідомляє про несправності та доЗа допомогою обладнання канального рівня інформація повідомлення захищається від помилок за допомогою різних кодів за для забезпечення необхідної достовірності передавання. Повідомлення переводиться в форму необхідну для передавання в середовищі передавання фізичного рівня (з котрим з'єднується за допомогою рознімів (з'єднувач та розетка)ставку інформації.

Мережний рівень:
Мережний рівень відповідає за процес ідентифікації кінцевих отримувачів інформації.
Мережний рівень забезпечує можливість з'єднання та вибір маршруту між прикінцевими системами. За допомогою протоколів маршрутизації визначає оптимальний шлях для передавання інформації в мережі. За отриманою адресною інформацією організовуються канали передавання даних між користувачем А та користувачем Б за правилами прийнятими в даній мереж і забезпечується контроль утримання з'єднання та ліквідацію збоїв на мережному рівні у всіх транзитних вузлах мережі. Для наступного рівня повідомлення преображається у формат передачі прийнятий в мережі (пакети, безперервні потоки і т. і.) та передається на наступний рівень.
Транспортний рівень:
Транспортний рівень виконує завдання з транспортування даних через мережу.
Забезпечує механізми встановлення, підтримки та ліквідації віртуальних каналів.
Транспортний рівень відповідає за послідовність передавання повідомлень. За отриманим пакетом керування транспортний рівень керує встановленням з'єднання з кінця в кінець для вказаного типу наскрізного каналу передавання даних, забезпечує передавання повідомлення без руйнації структури і дає команду на роз'єднання після закінчення сеансу зв'язку. Окрім цього, за вказаним отримувачем на цьому рівні формується його мережна адреса, а також додається власний мережний адрес для передавання спільно з повідомленням на наступний рівень. На прийомі власна мережна адреса преображається на інформацію про відправника.
Сеансовий рівень:
Сеансовий рівень встановлює та завершує сеанси взаємодії між прикладними задачами. Сеансовий рівень синхронізує взаємодію між об'єктами представницького рівня та керує обміном інформації між ними. Окрім цього, сеансовий рівень надає засоби для відправлення інформації, класу послуг та повідомлення про проблеми сеансового, представницького та прикладного рівня. За отриманою інформацією сеансовий рівень визначає котрий тип зв'язку необхідно забезпечити. Формує та відсилає пакет керування на наступний рівень і передає повідомлення користувача А на наступний рівень. На прийомі повідомлення передається на верхній рівень з вказаним типом з'єднання.
Представницький рівень:
Представницький рівень забезпечує представлення інформації повідомлення у форматі прийнятому для даного користувача на прийомі і у форматі прийнятому в системі на передачі.
Представницький рівень відповідає за сприйняття інформації отриманої від прикладного рівня однієї системи прикладним рівнем іншої системи (забезпечує представлення інформації у потрібному форматі) та за дотримання структури даних, що передаються у прикладний рівень. Формує на передачі повідомлення в форматі прийнятому в системі користувача А, а на прийомі виконує функцію перетворення повідомлення в формат прийнятий в системі користувача Б, що надає змогу забезпечити зв'язок між різнорідними користувачами (наприклад WinC та UnixC). В такому вигляді повідомлення передається на наступний рівень.
Прикладний рівень:
Прикладний рівень синхронізує спільно працюючі процеси прикладного рівня та забезпечує отримання користувачем отриманої інформації у потрібній користувачу формі.
Приладний рівень визначає достатність ресурсів для майбутнього з'єднання, ідентифікує та встановлює наявність партнера для зв'язку, узгоджує процедури ліквідації помилок та керування цілісністю інформації.
В загальній формі протоколи та обладнання, що працює на різних рівнях моделі OSI, показано на рисунку: Користувач А формує за допомогою прикладних програм повідомлення користувачу Б, вказує отримувача повідомлення та вид зв'язку. На прийомі прикладні програми сигналізують користувачу Б про отримання повідомлення та показують його з вказаною адресою відправника.

11) Мережеві протоколи.Типи протоколів?

Мережеві протоколи

З появою мереж була усвідомлена необхідність створення правил і процедур, що визначають принципи взаємодії користувачів у мережі. Такі правила називаються прото-колами. Для мереж розроблена семирівнева ієрархічна структура протоколів. Відповідно до цієї структури протоколів потік інфо-рмації в мережах має дискретну структуру, логічною одиницею якої є пакет (кадр). Вся інформації між вузлами мережі передається у вигляді пакетів, що мають інформаційні і керуючі поля: порядковий номер, адреса одержувача, контрольна сума і т.д.

Верхній (сьомий) рівень протоколів є основним, заради якого існують всі інші рівні. Він називається прикладним, оскільки з ним взаємодіють прикладні програми кінцевого користувача. Прикла-дний рівень визначає семантику, тобто зміст інформації, якою обмі-нюються користувачі.

Шостий рівень називається рівнем представлення. Він визначає синтаксис переданої інформації, тобто набір знаків і способи їхнього представлення, що є зрозумілим для користувача.

П’ятий рівень (сеансовий) керує взаємодією користувачів у ході сеансу зв’язку між ними.

Четвертий рівень (транспортний) забезпечує пересилання повідомлень (виконує поділ повідомлень на пакети на передавальному вузлі і збірку повідомлень з пакетів на прийомному).

Третій рівень (мережевий) виконує маршрутизацію пакетів даних у мережі.

Другий рівень (канальний) здійснює відповідне оформлення пакетів даних для передачі по каналу зв’язку (такі пакети називають кадрами),контроль помилок і відновлення інформації після помилок.

Перший рівень (фізичний) здійснює перетворення даних пакета в сигнали, передані по каналу зв’язку.

Кожний з протоколів взаємодіє тільки із сусідніми по ієрархії протоколами. Так, наприклад, прикладні програми, взаємодіючи з протоколами шостого і сьомого рівнів, не залежать від особливостей реалізації конкретної мережі, обумовленої протоколами нижчих рівнів.

12) Фізичний рівень?

Фізичний рівень (Physical layer) має справи з передачею бітів по фізичних каналах зв'язку, таким, як коаксіальний кабель, кручена пара, оптоволоконий кабель або цифровий територіальний канал. До цього рівня мають відношення характеристики фізичних середовищ передачі даних, такі як смуга пропускання, перешкодозахищеність, хвильовий опір і інші. На цьому ж рівні визначаються характеристики електричних сигналів, що передають дискретну інформацію, таку як крутість фронтів імпульсів, рівні напруги або струму переданого сигналу, тип кодування, швидкість передачі сигналів. Крім того, тут стандартизуються типи роз’ємів і призначення кожного контакту.

13) Протоколи канального рівня?