Методы коммутации в сетях ПД (стр. 3 из 5)
Пакеты беспрепятственно проходят друг за другом по виртуальному соединению и в том же порядке попадают абоненту-получателю, где, освободившись от концевиков и заголовков, образуют передаваемое сообщение, которое направляется на 7 уровень. Виртуальное соединение может существовать до тех пор, пока отправленный одним из абонентов, специальный служебный пакет не сотрет инструкции в узлах. Режим виртуальных соединений эффективен при передаче больших массивов информации и обладает всеми преимуществами методов коммутации каналов и пакетов.
Преимущества режима ВС перед датаграммным заключается в обеспечении упорядоченности пакетов, поступающих в адрес получателя и сравнительной простоте управления потоком данных вдоль маршрута в целях ограничения нагрузки в сети и возможности предварительного резервирования ресурсов памяти на узлах коммутации.
К недостаткам следует отнести отсутствие воздействия изменившейся ситуации в сети на маршрут, который не корректируется до конца связи. Виртуальная сеть в значительно меньшей степени подвержена перегрузкам и зацикливанию пакетов, за что приходится платить худшим использованием каналов и большей чувствительностью к изменению топологии сети.
4 МЕЖДУНАРОДНЫЕ СТАНДАРТЫ НА АППАРАТНЫЕ И ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ
4.1 Характеристика стандартов и протоколов.
Для организации эффективного взаимодействия между разнотипными компьютерами в компьютерных сетях был разработан международный стандарт, в котором описана архитектура взаимодействия открытых систем.
Протокол определяет, каким образом одно приложение связывается с другим. Эта связь программного обеспечения подобна диалогу: «Я посылаю Вам эту порцию информации, затем Вы посылаете мне обратно то-то, потом я отправлю Вам это. Вы должны сложить все биты и послать обратно общий результат, а если возникнут проблемы, Вы должны послать мне соответствующее сообщение». Протокол определяет, как различные части полного пакета управляют передачей информации. Протокол указывает, содержит ли пакет сообщение электронной почты, статью телеконференции или служебное сообщение. Стандарты протокола сформулированы таким образом, что принимают во внимание возможные непредвиденные обстоятельства. Протокол также включает правила обработки ошибок.
Вычислительная система, отвечающая стандартам, принятым в концепции взаимодействия открытых систем, будет открыта для взаимодействия с любой другой системой, отвечающей этим же стандартам.
Стандарты протоколов физического уровня.
Функции протоколов физического уровня (уровень 1) обеспечивают взаимодействие процедур канального уровня с физической средой передачи, по которой передается сигнал. В этих стандартах, как правило, описываются принципы построения устройств преобразования сигналов (модемов) и межуровневых интерфейсов, описывающих как уровень 1 связывается с уровнем 2, предоставляя ему свои услуги.
Стандарты протоколов канального уровня.
В качестве основных функций канального уровня можно перечислить следующие:
· Синхронизация по кодовым комбинациям (по байтам);
· Разбиение потока информации, поступающего из физического уровня, на сегменты (блоки информации), которые называются кадрами канального уровня, и формирования кадров канального уровня из протокольных единиц (для сетей с коммутацией пакетов – это пакеты), поступающих на канальный уровень вышележащего сетевого уровня;
· Распознавание кадров, передаваемых между станциями компьютерных сетей (каждый кадр имеет адрес станции передавшей его);
· Обеспечение возможности передачи информации любым кодом (прозрачности по кодам);
· Обеспечение коррекции ошибок, возникающих при передаче информации.
Протоколы канального уровня можно разделить на две группы: байт- и бит-ориентированный протоколы. Информация, передаваемая с их помощью, рассматривается соответственно на уровне одного байта или бита, и наименьшей обрабатываемой единицей информации являются байт или бит.
Байт-ориентированные протоколы – это процедуры управления каналом передачи данных, в которых для функции управления применяются структуры определенных знаков первичного кода, например, стандартного американского национального кода ASCII.
Бит-ориентированный протокол – управление каналом производится посредством анализа битовых последовательностей, представляющих собой поля кадра канального уровня.
При передаче через канал связи, информация представляется в виде кадра, состоящего из собственного блока данных и служебной части, в которую входят поля, определяющие начало кадра, адресную часть и поле управления. В качестве примера рассмотрим несколько протоколов канального уровня.
Байт-ориентированный протокол BSC (Binary Synchronous Communication) разработан фирмой IBM в 1968 году, рисунок 8.
| SYN | SYN | SOH | Заголовок | STX | Поле данных | ETX или ETB | BCC |
| 1 байт | 1 байт | 1 байт | 1 байт | 1 байт |
Рисунок 8 - Формат кадра BSC.
SYN – синхросимвол (СИН).
SOH – начало заголовка (НЗ).
STX – начало текста (НТ).
ETX – конец текста (КТ).
ETB – конец блока (КБ).
BCC – контрольная сумма.
Контрольная сумма получается на передающей стороне путем суммирования всех знаков кадра. На приемной стороне вновь рассчитывается контрольная сумма. Принятая в составе кадра и посчитанная на приемной стороне контрольные суммы должны совпадать, в противном случае, кадр считается принятым неверно.
Для обеспечения прозрачности по кодам перед каждым символом, встречающимся внутри информационного блока, совпадающим по виду со служебным, передается символ OLE. На приемной стороне он автоматически удаляется. Описанная процедура позволяет на приемной конце различать действительно служебные символы и символы, совпадающие по виду со служебными, встречающимися в информационном блоке в поле данных. Если бы внутри информационного блока был принят, например, символ «конец текста» или «конец блока», прием кадра прекратился бы преждевременно и, следовательно, данный кадр был бы принят неверно.
Бит-ориентированный протокол HDLC разработан в 1973 году международной организацией по стандартизации. Он – базовый для целого набора протоколов канального уровня, являющихся его подмножествами. В качестве стандарта для протоколов 2 уровня организацией ISO рекомендуется протокол HDLC (High Level Data Link Control).
Технология этого протокола называется технологией непрерывного автоматического запроса на повторение и названа так потому, что станциям разрешено запрашивать автоматически другую станцию и производить другую станцию передачи данных и производить повторную передачу данных. При этом предполагается использовать как полудуплексный, так и дуплексный режим.
В случае сбоя последовательности принимаемых кадров система может:
а) послать запрос на повторную передачу только того кадра, который выбился из последовательности;
б) отбрасывать все кадры, номера которых не совпадают с ожидаемыми на приеме, даже если они были приняты без ошибок.
Таким образом, в основе протокола HDLC определена процедура управления потоком на уровне управления звена, а также метод коррекции ошибок путем повторной передачи. Рассмотрим структуру формата кадра HDLC, рисунок 9.
| Флаг 01111110 | Адрес | Управление | Информация | Контрольное поле кадра | Флаг 01111110 |
Бит передается в канал первым.Рисунок 9 - Формат кадра HDLC
Поле флага представляет собой комбинацию битов 01111110, с помощью которой определяется начало и конец кадра.
Поле адреса определяет адрес первичной или вторичной станций, участвующих в передаче конкретного кадра.
Управляющее поле содержит команды или ответы, а также порядковые номера используемые при отчетности о правильности передачи кадров канального уровня.
Информационное поле содержит блок информации (пакет), поступающий на второй канальный уровень с третьего сетевого уровня. Оно имеется только в кадре информационного формата.
Поле контрольной последовательности кадра (КПК) применяется для обнаружения ошибок при передаче данных между двумя станциями.
Семейство протокола HDLC.
Рисунок 10 - Семейство протокола HDLC.
Протокол HDLC является базовым для целой группы протоколов канального уровня, используемых как в глобальных, так и в локальных компьютерных сетях, рисунок 10:
· LAPB (Link Access Procedure Balanced) – сбалансированная процедура доступа к звену передачи данных (применяется в стандарте Х.25);
· LAPD (Link Access Procedure D-channel) – предназначен для управления звеном в цифровых сетях с интеграцией служб (ЦСИС);
· LLC (Logical Link Control) – управление логическим каналом;
· SDLC (Synchronous Data Link Control) – синхронное управление звеном данных, разработан компанией IBM;
· LAPX (расширенный LAPB). Используется в терминальных системах и в стандарте телетекса. Является полудуплексным вариантом HDLC.