Тенденция к сближению локальных и глобальных сетей

Появление сетей масштаба большого города (MAN). Появление методов передачи данных на платформе оптической цифровой (немодулированной) передачи данных по оптоволоконным линиям связи.Скорости передачи данных в уже существующих коммерческих глобальных сетях нового поколения приближаются к традиционным скоростям локальных сетей (в сетях frame relay сейчас доступны скорости 2 Мбит/с), а в глобальных сетях ATM и превосходят их, достигая 622 Мбит/с.В результате службы для режима on-line становятся обычными и в глобальных сетях. Пример — гипертекстовая информационная служба World Wide Web, ставшая основным поставщиком информации в сети Internet. Локальные сети перенимают у глобальных сетей и транспортные технологии (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet).В локальных сетях в последнее время уделяется такое же большое внимание методам обеспечения защиты информации от несанкционированного доступа, как и в глобальных сетях.

Корпоративные сети сети масштаба предприятия, что соответствует дословному переводу термина «enterprise-wide networks».

Различные методы коммутации

Компрессия данных Применяется для сокращения времени передачи данных.Многие программные и аппаратные средства сети способны выполнять динамическую компрессию данных в отличие от статической, когда данные предварительно компрессируются (например, с помощью популярных архиваторов типа WinZip), а уже затем отсылаются в сеть.

Коммутация каналов Подразумевает образование непрерывного составного физического канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных между узлами. Отдельные каналы соединяются между собой специальной аппаратурой — коммутаторами, которые могут устанавливать связи между любыми конечными узлами сети. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить процедуру установления соединения, в процессе которой и создается составной канал.

Коммутация пакетов Все передаваемые пользователем сети сообщения разбиваются в исходном узле на сравнительно небольшие части, называемые пакетами. Пакеты могут иметь переменную длину, но в узких пределах, например от 46 до 1500 байт. Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адресная информация, необходимая для доставки пакета узлу назначения, а также номер пакета, который будет использоваться узлом назначения для сборки сообщения. Пакеты транспортируются в сети как независимые информационные блоки.

Коммутация сообщений передача единого блока данных между транзитными компьютерами сети с временной буферизацией этого блока на диске каждого компьютера. Режим передачи с промежуточным хранением на диске называется режимом «хранение-и-передача». Режим коммутации сообщений разгружает сеть для передачи трафика, требующего быстрого ответа, например трафика службы WWW или файловой службы.

Технологии различных уровней доступа к данным

Технологии уровня доступа к физической среде (Media Access Control, MAC) появился из-за существования в локальных сетях разделяемой среды передачи данных, обеспечивает корректное совместное использование общей среды, после того как доступ к среде получен, ею может пользоваться более высокий уровень — LLC, организующий передачу логических единиц данных, кадров информации, с различным уровнем качества транспортных услуг. Технологии уровня управления логическим каналом
(Media Access Control, MAC) ( Logical Link Control, LLC) отвечает за передачу кадров данных между узлами с различной степенью надежности, реализует функции интерфейса с прилегающим к нему сетевым уровнем,через уровень LLC сетевой протокол запрашивает у канального уровня нужную ему транспортную операцию с нужным качеством,существует несколько режимов работы, отличающихся наличием или отсутствием на этом уровне процедур восстановления кадров в случае их потери или искажения, то есть отличающихся качеством транспортных услуг этого уровня.

Стандарт технологии Ethernet был разработан Исследовательским центром корпорации Xerox в Пало Альто (PARC) в 1970 году и является на сегодняшний день наиболее популярным стандартом. Ethernet стал основой для спецификации IEEE 802.3, которая была выпущена в 1980 году Институтом инженеров по электротехнике и электронике.Сети на основе Ethernet используются для транспортировки данных между различными устройствами — компьютерами, принтерами и файл-серверами. Технология Ethernet дает возможность устройствам коллективно пользоваться одними и теми же ресурсами, т.е. все устройства могут пользоваться одной средой доставки. Средой доставки называется метод передачи и приема данных. Электронные данные могут передаваться по медному кабелю, по тонкому или толстому коаксиальному кабелю, по беспроводным линиям связи и т.д. Cетях Ethernet используется технология совместного доступа к среде для передачи данных между устройствами Задачей стандарта Ethernet является обеспечение качественного сервиса доставки данных

Метод доступа CSMA/CD

Метод доступа CSMA/CD метод коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий
(carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD)

CSMA/CD Использование протокола CSMA/CD позволяет устройствам договариваться о правах на передачу. CSMA/CD позволяет только одной станции осуществлять передачу в среде коллективного использования.

CSMA/CD Перед отправкой данных узел "прослушивает" сеть, чтобы определить, можно ли осуществлять передачу, или сеть сейчас занята. Если в данный момент сеть никем не используется, узел осуществляет передачу. Если сеть занята, узел переходит в режим ожидания. Возникновение коллизий возможно в том случае, если два узла, "прослушивая" сеть, обнаруживают, что она свободна, и одновременно начинают передачу. Алгоритмы задержки определяют, когда конфликтующие узлы могут осуществлять повторную передачу. В соответствии с требованиями CSMA/CD, каждый узел, начав передачу, продолжает "прослушивать" сеть на предмет обнаружения коллизий, узнавая таким образом о необходимости повторной передачи.

Метод CSMA/CD работает следующим образом: если узел хочет осуществить передачу, он проверяет сеть на предмет того, не передает ли в данный момент другое устройство. Если сеть свободна, узел начинает процесс передачи. Пока идет передача, узел контролирует сеть, удостоверяясь, что в этот же момент времени не передает никакая другая станция. Два узла могут начать передачу почти одновременно, если обнаружат, что сеть свободна. В этом случае возникает коллизия. Когда передающий узел узнает о коллизии, он передает сигнал "Наличие коллизии", делающий конфликт достаточно долгим для того, чтобы его могли распознать все другие узлы сети. После этого все передающие узлы прекращают отправку кадров на выбираемый случайным образом отрезок времени, называемый временем задержки повторной передачи. По истечении этого периода осуществляется повторная передача. Возникновение коллизии После этого обнаружившая коллизию передающая станция обязана прекратить передачу и сделать паузу в течение короткого случайного интервала времени. Случайная пауза выбирается по следующему алгоритму: Пауза = L * (интервал отсрочки), где интервал отсрочки равен 512 битовым интервалам (битовый интервал обозначается как bt и соответствует времени между появлением двух последовательных бит данных на кабеле; для скорости 10 Мбит/с величина битового интервала равна 0,1 мкс или 100 нс); L - целое число, выбранное с равной вероятностью из диапазона [ 0, 2^N ], где N — номер повторной попытки передачи данного кадра: 1,2,..., 10. Для надежного распознавания коллизий должно выполняться следующее соотношение:

где T _min — время передачи кадра минимальной длины, PDV — время, за которое сигнал коллизии успевает распространиться до самого дальнего узла сети. Так как в худшем случае сигнал должен пройти дважды между наиболее удаленными друг от друга станциями сети (в одну сторону проходит неискаженный сигнал, а на обратном пути распространяется уже искаженный коллизией сигнал), то это время называется временем двойного оборота (Path Delay Value, PDV).

21. Стандарт технологии TokenRing разделяемая среда передачи данных, которая состоит из отрезков кабеля, соединяющих все станции сети в кольцо для доступа к кольцу требуется детерминированный алгоритм, основанный на передаче станциям права на использование кольца в определенном порядке это право передается с помощью кадра специального формата, называемого маркером или токеном (token) используется для построения локальных сетей на основе компьютеров различных классов — мэйнфреймов, мини-компьютеров и персональных компьютеров. Свойства технологии TokenRing Token Ring работают с двумя битовыми скоростями — 4 и 16 Мбит/с. Смешение станций, работающих на различных скоростях, в одном кольце не допускается. Она обладает свойствами отказоустойчивости. В сети Token Ring определены процедуры контроля работы сети, которые используют обратную связь кольцеобразной структуры —посланный кадр всегда возвращается в станцию-отправитель. Маркерный метод. В сетях с маркерным методом доступа право на доступ к среде передается циклически от станции к станции по логическому кольцу. Маркер — кадр специального формата и назначения, который циркулирует по кольцу для обеспечения доступа станций к физической среде. Начальный ограничитель (Start Delimiter, SD) появляется в начале маркера, а также в начале любого кадра, проходящего по сети. Поле представляет собой следующую уникальную последовательность символов. Управление доступом (Access Control) состоит из четырех подполей: РРР — биты приоритета, Т — бит маркера, М — бит монитора, RRR — резервные биты приоритета. Конечный ограничитель (End Delimeter, ED) — последнее поле маркера.

Время владения разделяемой средой в сети Token Ring ограничивается временем удержания маркера (token holding time), после истечения которого станция обязана прекратить передачу собственных данных (текущий кадр разрешается завершить) и передать маркер далее по кольцу.

Форматы кадров Token Ring маркер;кадр данных; прерывающая последовательность.

Кадр данных начальный ограничитель (Start Delimiter, SD); управление кадром (Frame Control, FC);адрес назначения (Destination Address, DA); адрес источника (Source Address, SA); данные (INFO);

контрольная сумма (Frame Check Sequence, FCS); конечный ограничитель (End Delimeter, ED);статус кадра (Frame Status, FS).

Приоритетный доступ к кольцу Каждый кадр данных или маркер имеет приоритет, устанавливаемый битами приоритета (значение от 0 до 7, причем 7 — наивысший приоритет). Станция, сумевшая захватить маркер, передает свои кадры с приоритетом маркера, а затем передает маркер следующему соседу. При инициализации кольца основной и резервный приоритет маркера устанавливаются в 0.Хотя механизм приоритетов в технологии Token Ring имеется, но он начинает работать только в том случае, когда приложение или прикладной протокол решают его использовать. Иначе все станции будут иметь равные права доступа к кольцу.

Стандарт технологии FDDI

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — оптоволоконный интерфейс распределенных данных строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети

Цели стандарта технологии FDDI повысить битовую скорость передачи данных до 100 Мбит/с;повысить отказоустойчивость сети за счет стандартных процедур восстановления ее после отказов различного рода;максимально эффективно использовать потенциальную пропускную способность сети.

Отказоустойчивость Наличие в сети конечных узлов — станций (Station), а также концентраторов (Concentrator). Для станций и концентраторов допустим любой вид подключения к сети — как одиночный, так и двойной. Соответственно такие устройства имеют соответствующие названия: SAS (Single Attachment Station), DAS (Dual Attachment Station), SAC (Single Attachment Concentrator) и

DAC (Dual Attachment Concentrator).