Сделай Сам Свою Работу на 5

Методы доступа к сетевым каналам связи





Тема 5: Передача данных в сети.

План:

Передача данных в сети.

Протоколы сети.

Методы доступа к сетевым каналам связи.

Передача данных в сети.

В локальной сети данные передаются от одной рабочей станции к другой блоками, называют пакетами данных. Каждый пакет состоит из заголовка и собственно блока данных. Станция, желающая передать пакет данных другой станции, указывает в заголовке адрес назначения и своему собственному, аналогично отправления обычного письма. На конверте, в котором вложенный письмо, вы указывается адрес получателя и обратный адрес.

Также существует такая услуга, как отправка письма с уведомлением о вручении. Когда адресат получает письмо, отправляется уведомление о вручении. В этом случае можно убедиться, что письмо дошло до адресата и не потерялось по дороге.

В локальной сети программы также имеют возможность отправлять "обычные письма", а также "письмо с уведомлением о вручении". И в локальной сети имеется своя система адресов.

Датаграммы

Передача пакетов данных между рабочими станциями без подтверждения - это тип связи между рабочими станциями на уровне датаграмм. Уровень датаграмм отвечает сетевом уровню сьомиривневои модели OSI.



Передача без подтверждения означает, что гарантируется доставка пакета от передающей станции к принимающей. В результате принимающая сторона может так и не дождаться назначенного ей пакета данных. Причем передающая сторона так и не узнает, получила принимающая сторона пакет или не получила.

Более того, на уровне датаграмм, не гарантируется также, что принимающая сторона получит пакеты в той последовательности, в которой они ссылаются передающей станцией!

Казалось бы, зачем нужна такая передача данных не гарантирует доставки? Однако программы, обмениваются данными, могут сами организовать проверку. Например, принимающий программа может сама посылать подтверждения передающей программе о том, что получено пакет данных.

Протокол передачи данных IPX - межсетевой протокол передачи пакетов используется в сетевом программном обеспечении Novell и является реализацией уровня датаграмм. Протокол NETBIOS, разработанный фирмой IBM, также может работать на уровне датаграмм.



Одно из преимуществ уровня датаграмм - возможность посылки пакетов данных одновременно всем станциям в сети. Если же для программ необходима гарантированная доставка данных, можно использовать протокол более высокого уровня - уровня сеанса связи.

Сеансы связи

На уровне сеансов связи два рабочих станции перед началом обмена данными устанавливают между собой канал связи - обмениваются пакетами специального вида. После этого начинается обмен данными.

На уровне сеансов связи при необходимости выполняются повторные передачи пакетов данных, по каким причинам "не дошли" до адресата. Кроме того, гарантируется, что принимающая станция получит пакеты данных именно в том порядке, в котором они были переданы.

При использовании уровня сеансов связи невозможно организовать "широковещательный" передачу пакетов одновременно всем станциям. Итак, в процессе передачи данных могут принимать участие одновременно только две станции.

В сетевом программном обеспечении Novell уровень сеансов связи реализована как надстройка над уровнем датаграмм. На базе протокола IPX реализован протокол SPX - протокол последовательной передачи пакетов.

Протокол NETBIOS реализует рядом с уровнем датаграмм уровень сеансов связи.

В сети Novell NetWare является эмулятор протокола NETBIOS. Этот эмулятор использует протокол IPX для реализации как уровня датаграмм, так и уровня сеансов связи.

Сетевой адрес

Подобно почтовому адресу, сетевой адрес состоит из нескольких компонентов. Это номер сети, адрес станции в сети и идентификатор программы на рабочей станции - сокет (рис. 1).



Рис.1 Сетевай адрес

Номер сети (network number) - это номер сегмента сети.

Адрес станции (node address) - это число, которое является уникальным для каждой рабочей станции. При использовании адаптеров Ethernet уникальность обеспечивается изготовителем сетевого адаптера.

Идентификатор программы на рабочей станции - сокет - число, используется для адресации конкретной программы, работающей на станции. Для того, чтобы послать данные конкретной программе, используется идентификация программ с помощью сокетов.

Протоколы сети.

При организации взаимодействия узлов в локальных сетях основная роль отводится протоколу канального уровня. Однако, для того, чтобы канальный уровень мог справиться с этой задачей, структура локальных сетей должна быть вполне определенной, так, например, наиболее популярный протокол канального уровня - Ethernet - рассчитан на параллельное подключение всех узлов сети к общему для них шине - отрезку коаксиального кабеля . Протокол Token Ring также рассчитан на вполне определенную конфигурацию связей между компьютерами - соединение в кольцо.

Режим совместного использования кабеля проявляется в сетях Ethernet, где коаксиальный кабель физически представляет собой неделимый отрезок кабеля, общий для всех узлов сети. Но и в сетях Token Ring и FDDI, где каждая соседняя пара компьютеров соединена, казалось бы, своими индивидуальными отрезками кабеля, эти отрезки не могут использоваться компьютерами, непосредственно к ним подключены, в произвольный момент времени. Эти отрезки образуют кольцо, доступ к которому как к единому целому может быть получен только по вполне определенному алгоритму, в котором участвуют все компьютеры сети. Использование кольца как общего разделяемого ресурса упрощает алгоритмы передачи по нему кадров, так как в каждый конкретный момент времени кольцо используется только одним компьютером.

Использование в локальных сетях очень простых конфигураций (общая шина и кольцо) наряду с положительными имело и негативные стороны, из которых наиболее неприятными были ограничения по производительности и надежности. Наличие только одного пути передачи информации, разделяемого всеми узлами сети, в принципе ограничивало пропускную способность сети пропускной способностью этого пути, а надежность сети - надежностью этого пути. Поэтому по мере повышения популярности локальных сетей и расширения их сфер применения все больше стали применяться специальные коммуникационные устройства - мосты и маршрутизаторы - которые в значительной мере снимали ограничения единого разделяемой среды передачи данных. Базовые конфигурации в форме общей шины и кольца превратились в элементарные структуры локальных сетей, которые можно теперь соединять друг с другом более сложным образом, образуя параллельные основные или резервные пути между узлами.

Однако, внутри базовых структур по-прежнему работают все те же протоколы разделяемых единственных сред передачи данных, которые были разработаны более 15 лет назад. Это связано с тем, что хорошие скоростные и надежные характеристики кабелей локальных сетей удовлетворяли в течение всего этого лет пользователей небольших компьютерных сетей, могли построить сеть без больших затрат только с помощью сетевых адаптеров и кабеля.

В последние несколько лет наметилось движение к отказу от использования в локальных сетях разделяемых сред передачи данных и переходу к обязательному использованию между станциями активных коммутаторов, к которым конечные узлы присоединяются индивидуальными линиями связи. В чистом виде такой подход предлагается в технологии ATM (Asynchronous Transfer Mode), а смешанный подход, сочетающий разделяемые и индивидуальные среды передачи данных, используется в технологиях, носящих традиционные названия с приставкой switching: switching Ethernet, switching Token Ring, switching FDDI.

Протокол TCP / IP

Наиболее распространенным является протокол (набор протоколов) TCP / IP (Transmission Control Protokol / Internet Protokol). Протокол IP обеспечивает обмен датаграмма между узлами сети.

Протокол TCP предоставляет транспортные услуги. Вместо ненадежной доставки датаграмм без установления соединений, он обеспечивает гарантированную доставку с установлением соединений в виде байтовых потоков.

Протокол TCP используется в тех случаях, когда требуется надежная доставка сообщений. Он освобождает прикладные процессы от необходимости использовать таймауты и повторные передачи для обеспечения надежности. Наиболее типичными прикладными процессами, использующими TCP, являются FTP (File Transfer Protocol - протокол передачи файлов) и TELNET. Реализация TCP требует большой производительности процессора и большой пропускной способности сети.

Прикладные процессы взаимодействуют с модулем TCP через порты. Для отдельных приложений выделяются общеизвестные номера портов.

Когда прикладной процесс начинает использовать TCP, то модуль TCP на машине клиента и модуль TCP на машине сервера начинают общаться. Эти два оконечных модуля TCP поддерживают информацию о состоянии соединения, называемого виртуальным каналом. Этот виртуальный канал потребляет ресурсы обоих оконечных модулей TCP. Канал является дуплексной; данные могут одновременно передаваться в обоих направлениях. Один прикладной процесс пишет данные в TCP-порт, они проходят по сети, и другой прикладной процесс читает них из своего TCP-порта.

Протокол TCP требует, чтобы все отправленные данные были подтверждены их стороной приняла. Он использует таймауты и повторные передачи для обеспечения надежной доставки. Отправителю разрешается передавать некоторое количество данных, не дожидаясь подтверждения приема ранее отправленных данных. Таким образом, между отправленными и подтвержденными данными существует окно уже отправленных, но еще неподтвержденных данных. Количество байт, который можно передавать без подтверждения, называется размером окна. Как правило, размер окна устанавливается в стартовых файлах сетевого программного обеспечения. Потому что TCP-канал является дуплексным, то подтверждения для данных, идущих в одном направлении, могут передаваться вместе с данными, идут в противоположном направлении. Приемники на обеих сторонах виртуального канала выполняют управление потоком передаваемых данных для того, чтобы не допускать переполнения буферов.

Методы доступа к сетевым каналам связи

Методы доступа к сетевым каналам связи реализуют функции канального уровня модели OSI (их также называют протоколами низкого уровня).

Метод доступа Ethernet. Поддерживает топологию шинной ЛВС. Шина - это канал передачи данных, отдельные части которого называются сегментами. Один сегмент сети может включать до 100 рабочих станций, несколько таких сегментов можно соединить повторителями (repeater). В одной сети Ethernet могут работать до 1024 рабочих станций. При таком методе организации доступа передача информации начинается только тогда, когда есть свободный канал; в других случаях передача задерживается, то есть реализуется широковещательный метод. Быстродействие такой сети снижается при работе более 100 компьютеров.

Метод доступа Arcnet. Используется в топологии «звезда». Сообщение к компьютерам передаются с помощью маркеров. При отправке сообщений к ним добавляются маркеры, и эта информация посылается по сети; при получении сообщений анализируется заголовок маркера, и в случае соответствия адресу сообщение отделяются и остаются в компьютере.

Метод доступа Token Ring. Применяется в топологии «кольцо». Схож с методом Arcnet, но здесь можно установить приоритет получения маркера отдельным компьютером.

Метод доступа FDDI. Оптоволоконный интерфейс распределения данных работает по схеме передачи маркера в логическом кольце с оптоволоконными кабелями и имеет высокую производительность.

Выше рассмотренные протоколы действуют на наиболее низком уровне ЛВС, то есть они реализуют передачу сообщений (пакетов) между компьютерами, но не контролируют процесс переадресации файлов, не имеют средств для обеспечения правильной последовательности приема переданных данных, возможностей для идентификации приложений, требующих обмена данными . Для этого существуют протоколы среднего уровня, соответствующие транспортному уровню модели. К ним можно отнести такие протоколы, как NetBIOS, IPX / SPX, TCP / IP, имеют такие общие функции:

инициирование связи. Каждый протокол имеет средства для идентификации рабочей станции по имени, номеру, после чего осуществляется обмен данными между узлами.

отправка и получение данных. Протокол предоставляет средства для отправки и получения сообщений рабочими станциями адресата и отправителя, при этом могут использоваться ограничения на длину сообщений;

завершение обмена.

Контрольные вопросы:

1. Передача данных в сети.

2. Протоколы сети.

3. Методы доступа к сетевым каналам связи.

Список литературы:

1. А.И. Пушкарь «Информатика. Компьютерная техника. Компьютерные технологии. »; Пособие. Изд. центр «Академия», 2001, 693 стр.

2. А. Ф. Клименко «Информатика и компьютерная техника»; Киев, 2002, 534 стр.

3. С.В. Симонович и др. «Информатика. Базовый курс. "; Санкт-Петербург, 2001, 638 стр.

4. «Компьютерные сети» Учебный курс / Пер. с англ. Москва, 1997.

5. А.Д. Хомоненко «Основы современных технологий»; Санкт-Петербург, 1998.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.