Реферати

Реферат: Методи комутації в мережах ПД

Податок на додаткову вартість 18. Зміст Уведення Глава I. Фіскальна функція податків і її реалізація в сучасних умовах Глава II. Акцизи: діючий механізм і проблеми його удосконалювання

Серцева недостатність. Гостра серцева недостатність. Перша допомога при серцевій недостатності.

Сербська православна церква. За повідомленням Костянтина Багрянородного, перше масове водохрещення сербів відбулося при візантійському імператорі Іраклії (610-641 рр).

Сепсис і септичний шок. Це украй важкі стани, найбільша летальність саме при цих станах. У гінекології генерализованние септичний процес виникає найчастіше після внебольничних абортів (інфіковані).

Компроміс. Компроміс Автор: Довлатов С. Н. С. ДОВЛАТОВОЙ - ЗА ВСІ МУЧЕНЬЯ! ... И залишився я без роботи. Може, думаю, на кравця вивчитися? Я помітив - у кравців завжди гарний настрій...

Порядок виконання роботи

1. Вивчити, використовуючи електронний підручник, теоретичний матеріал по розділах, що пропонуються:

Взаємозв'язок відкритих систем

Основні положення і визначення мережі ПД і структура її служб

Методи комутації і режими передачі пакетів.

Міжнародні стандарти на апаратні і програмні засоби комп'ютерних мереж

Програма опиту

2. Використовуючи тестову програму опиту, що складається з 24 питань, зробіть оцінку отриманих знань.

3. Контрольні питання:

1. Чим первинна мережа забезпечує повторні мережі?

2. Що надають користувачам системи електрозв'язку?

3. На що орієнтовані протоколи 1-3 рівня в 7-мі уровневой моделі OSI?

4. На що орієнтовані протоколи 5-7 рівня в 7-мі уровневой моделі OSI?

5. До яких рівнів відноситься транспортний рівень?

6. Розстав правильно рівні (1, 2, 3,. ..)

7. Який рівень забезпечує зв'язок зі середою передачі?

8. Який рівень прокладає шлях через мережу?

9. Який рівень забезпечує виявлення і виправлення помилок?

10. Який рівень визначає процедуру представлення інформації, що передається в потрібну мережеву форму?

11. ...- це вигляд електрозв'язку, що забезпечує обмін сполученнями між прикладними процесами користувачів видалених ЕОМ з метою обробки обчислювальними коштами.

12.. ..- організаційно-технічна структура, що складається з вузлів комутації і каналів зв'язку, що з'єднують вузли зв'язку між собою і з крайовим обладнанням, і призначена для передачі даних між рознесеними точками.

13...- організаційно-технічна структура, що базується на мережі даних або передачі даних, що включає крайове обладнання даних і що надає користувачам послуги передачі даних.

14. Як називається метод комутації, показаний на малюнку?

15. На якому рівні відбувається зборка пакетів в повідомлення при датаграммном методі передачі?

16. За допомогою якого пакету прокладається шлях в мережі з датаграммним способом передачі?

17. Розставити елементи формату кадру BSC

18. Розставити елементи формату кадру HDLC

19. Виберіть правильну назву поля, використовуючи формат HDLC

20. Напишіть стандарти протоколів мережевого рівня в глобальних комп'ютерних мережах

21. Напишіть, які рівні описує протокол Х.25

22. Розставити на свої місця рівні в архітектурі протоколу TCP/IP

23. Яку функцію описує протокол ТСР?

24. Яку функцію описує протокол IР?

1 ВЗАЄМОЗВ'ЯЗОК ВІДКРИТИХ СИСТЕМ...

2 ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І ВИЗНАЧЕННЯ МЕРЕЖІ ПД І СТРУКТУРА ЇЇ СЛУЖБ...

3 МЕТОДИ КОМУТАЦІЇ І РЕЖИМИ ПЕРЕДАЧІ ПАКЕТІВ...

4 МІЖНАРОДНІ СТАНДАРТИ НА АПАРАТНІ І ПРОГРАМНІ ЗАСОБИ КОМП'ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ...

1 ВЗАЄМОЗВ'ЯЗОК ВІДКРИТИХ СИСТЕМ

Зв'язок являє собою сукупність мереж і служб зв'язку, малюнок 1. Служба електрозв'язку - це комплекс коштів, що забезпечує представлення користувачам послуг. Повторні мережі забезпечують транспортування, комутацію сигналів в службах електрозв'язку, первинні забезпечують повторні каналами. Складовою частиною відповідної служби є крайове обладнання, яке розташовується у користувача. Служба передачі даних може надавати і послуги телефонної мережі. Вона входить до складу служб ДЕС, які забезпечують передачу різноманітної нетелефонної інформації.

Малюнок 1 - Сукупність мереж і служб зв'язку.

Еталонна модель ВОС - найбільш загальний опис структури побудови стандартів. Вона визначає принципи взаємозв'язку між окремими стандартами і являє собою основу для забезпечення можливості паралельної розробки безлічі стандартів, які потрібно для ВОС.

Стандарт ВОС повинен визначати не тільки еталонну модель, але і конкретний набір послуг, що задовольняють еталонній моделі, а також набір протоколів, що забезпечують задоволення послуг, для реалізації яких вони розроблені.

Як еталонна модель в 1993 році затверджена семиуровневая модель, в якій всі процеси, що реалізовуються відкритою системою, розбиті на взаємно підлеглі рівні, малюнок 2. Рівень з меншим номером надає послуги суміжному з ним верхньому рівню і користується для цього послугами суміжного з ним нижнього рівня. Самий верхній (7) рівень споживає послуги, найнижчий тільки надає їх.

У семиуровневой моделі протоколи нижніх рівнів (1-3) орієнтовані на передачу інформації, верхніх (5-7) - на обробку інформації. 4 рівень ближче по свої функціям до трьох нижніх рівнів (1-3), чим до трьох верхніх (5-7), тому його відносять до нижнього рівня.

Задача всіх семи рівнів - забезпечення надійної взаємодії прикладних процесів. При цьому під прикладними процесами розуміють процеси введення, зберігання, обробки і видач інформації для користувача. Кожний рівень виконує свою задачу. Рівні підстрахувати і перевіряють роботу один одного.

Протоколи верхнього рівня (5-7).

Сьомий рівень- прикладний рівень є основним, саме ради нього існують всі інші рівні. З ним взаємодіють прикладні процеси системи, які повинні вирішувати деяку задачу спільно з прикладними процесами, розміщеними в інших відкритих системах (отримання протоколів для факсу, телекса і відеотексту). Прикладний рівень еталонної моделі ВОС визначає смисловий зміст інформації, якою обмінюються відкриті системи в процесі спільного рішення зазделегідь відомої задачі.

Шостий рівень- це рівень уявлення. Він визначає процедуру представлення інформації, що передається в потрібну мережеву форму (перетворення символів двійковому кодуASCII). У мережі, об'єднуючій різнотипні комп'ютери, інформація, що передається по мережі, повинна мати певну єдину форму уявлення.

П'ятий уровеньназивается рівнем сесій. Він призначений для організації, синхронізації діалогу сеансу зв'язку.

Четвертий рівень- транспортний рівень. Основна задача - знайти вільний від помилок і економно оптимальний маршрут для передачі даних. Тут виявляється і виправляється помилка від початку до кінця.

Третій рівень- мережевий, прокладає шлях через мережу, обслуговує підключення, підтримує зв'язок і після того, як сеанс закінчується, роз'єднує. На цьому рівні формуються пакети з отриманих даних і адресуються.

Другий рівень- канальний, являє собою комплекс процедур і методів управління каналом передачі даних, організований на основі фізичного з'єднання, він забезпечує виявлення і виправлення помилок.

Перший рівень- фізичний, забезпечує безпосередній взаємозв'язок зі середою передачі. Він визначає механічний і електричного характеристики, необхідні для підключення, підтримки з'єднання і відключення фізичного ланцюга. Тут визначаються правила передачі кожного біта через фізичний канал. Канал може передавати декілька біт відразу (т. е. паралельно) або послідовно.

На кожному рівні використовуються певні протоколи, які стандартизуються Міжнародною Організацією по СтандартізациїITU. ПротоколиITU для суспільних мереж і приватних. Функції рівнів 4-7 майже ідентичні.

Малюнок 2 - Структура еталонної моделі ВОС

2 ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І ВИЗНАЧЕННЯ

МЕРЕЖІ ПД І СТРУКТУРА ЇЇ СЛУЖБ

Передача даних (ПД) - це вигляд електрозв'язку, що забезпечує обмін сполученнями між прикладними процесами користувачів (ППП), видалених ЕОМ з метою обробки обчислювальними коштами. Мережа ПД - організаційно-технічна структура, що складається з вузлів комутації і каналів зв'язку, що з'єднують вузли зв'язку між собою і з крайовим обладнанням, і призначена для передачі даних між рознесеними точками.

Служба ПД - організаційно-технічна структура, що базується на мережі даних або передачі даних, що включає крайове обладнання даних і що надає користувачам послуги передачі даних.

З цих визначень слідує, що послуги передачі даних надають користувачам тільки служби ПД, а мережі - тільки послуги перенесення сигналів між точками розміщення користувачів. На малюнку 3 показано, що мережа ПД включає в свій склад як мережу даних з КП, так і мережі доступу, за допомогою яких абоненти сполучаються з мережею даних.

Малюнок 3. Структурна схема служби ПД - КП.

Мережа ПД закінчується апаратурою закінчення каналу даних - АКД. Інтерфейс АКД/ООД є межею мережі ПД і точкою взаємодії цієї мережі з крайовим обладнанням даних (ООД). Вузли комутації пакетів (УКП) включають три нижніх рівні (1-3) протоколів еталонної моделі взаємодії відкритих систем по рекомендації МСЕ, а ООД - крім трьох нижніх рівнів, ще і протоколи верхніх рівнів.

На відміну від протоколів нижніх рівнів, МСЕ не регламентує протоколи верхніх рівнів, залишаючи це питання на узгодження користувачів.

Доступ ООД до мереж даних здійснюється, таблиця 1:

1По прямому з'єднанню (за допомогою орендованих каналів або виділених лини доступу);

2По комутованому з'єднанню (за допомогою мережі загального користування іншого типу, частіше за все ТФОП).

У Росії як мережа доступу в основному використовується мережа ТФОП, але можуть застосовуватися і інші мережі, наприклад, ISDN.

Таблиця 1 - Норми на мережі ТФОП в порівнянні з мережами Х.25

Параметр

1

2

Час установки з'єднання, з

3-12

1-2

Втрати викликів, %

3-13

0,5-3

Коефіцієнт невиявлених помилок

5 × 10 -4

Доступ ООД, малюнок 4, працюючих в стартстопном режимі, в мережу ПФ-КП здійснюється через пристрій зборки-розбирання пакетів - СРП. У залежності від типу крайового обладнання - стартстопного (асинхронного) або пакетного (синхронного) - і від типу з'єднання розрізнюють чотири схеми доступу.

Малюнок 4 - Схема доступу ООД до мережі ПФ

Процес передачі даних починається з моменту, коли деякий прикладний процес користувача-відправника створює файл або декілька файлів, які повинні бути відправлені на адресу прикладного процесу користувача-одержувача і дає сигнал на їх передачу. З цього моменту ППП відправника починає взаємодіяти з протоколами верхніх рівнів ООД відправника, які за допомогою протоколів нижніх рівнів передають файли по мережі ПД в ППП одержувач. Процес передачі даних закінчується, коли файли виявляються в тій області пам'яті ЕОМ одержувача, яка закріплена за ППП адресата.

3 МЕТОДИ КОМУТАЦІЇ І РЕЖИМИ ПЕРЕДАЧІ ПАКЕТІВ

Розподіл потоків повідомлень з метою доставки кожного повідомлення за адресою здійснюється на вузлах комутації за допомогою комутаційних пристроїв. Система розподілів потоків повідомлень в УК отримала назву системи комутації. Під комутацією в мережах ПДИ умовимося розуміти сукупність операцій, що забезпечують у вузлах комутації передачу інформації між вхідними і вихідними пристроями відповідно до вказаної адреси. У системах ПД знайшов застосування метод КП, який є різновидом комутації з накопиченням. При комутації з накопиченням (КН) ОП має постійний прямий зв'язок зі своїм УК і передає на нього інформацію. Потім ця інформація передається через вузли комутації іншим абонентам, причому у разі зайнятості вихідних каналів, інформація запам'ятовується у вузлах і передається по мірі звільнення каналів в потрібному напрямі. При КП повідомлення розбиваються на менші частини, звані пакетами, кожний з яких має встановлену максимальну довжину. Ці пакети нумеруються і забезпечуються адресами і прокладають собі шлях по мережі (методом передачі з проміжним зберіганням), яка їх коммутирует. Т. про. безліч пакетів одного і того ж повідомлення може передаватися одночасно, що і є однією з головних переваг систем КП (передача даних нагадує течію по трубі), таблиця 2. Приймач відповідно до заголовків пакетів виконує сшивку пакетів в початкове повідомлення і відправляє його одержувачу. Завдяки можливості не накопичувати повідомлення цілком у вузлах комутації не потрібно зовнішніх запам'ятовуючих пристроїв, і цілком можна обмежитися оперативною пам'яттю, а у разі її переповнення використати різні механізми «притормозитися» пакетів, що передаються в місцях їх генерації.

Частини одного і того ж повідомлення можуть в одне і також час знаходитися в різних каналах зв'язку, більш того коли початок повідомлення вже прийнятий, його кінець відправник може ще навіть не передавати в канал.

Таблиця 2 - Параметри методу КП

Параметри ПД

КП

Швидкість передачі

Середня

Надмірність

Найбільша

Можливість діалогу

Є

Затримка встановлення з'єднання

Найменша

Використання каналу

Найкраще

Потреба в проміжній пам'яті

Обмежена

Імовірність відмови через зайнятість каналів

Середня

Можливість роботи абонентів з різними швидкостями і типами терміналів

Є

В мережі з КП наступний процес передачі, малюнок 5:

Повідомлення, що Вводиться в мережу розбивається на частині - пакети довжиною звичайно до 1000-2000 одиничних інтервалів, вмісні адресу ОП одержувача. Вказане разбиение здійснюється або в крайовому пункті, якщо він містить ЕОМ, або в найближчому до ОП УК;

Якщо разбиение повідомлення на пакети відбувається в УК, то подальша передача пакетів здійснюється по мірі їх формування, не чекаючи закінчення прийому в УК цілого повідомлення;

У вузлі ПК пакет запам'ятовується в оперативній пам'яті (ОЗУ) і за адресою визначається канал, по якому він повинен бути переданий;

Якщо цей канал до сусіднього вузла вільний, то пакет негайно передається на сусідній вузол КП, в якому повторюється та ж операція;

Якщо канал до сусіднього вузла зайнятий, то пакет може невеликий час зберігатися в ОЗУ до звільнення каналу;

При зберіганні пакети встановлюються в черзі у напрямі передачі, причому довжина черги не перевищує 3-4 пакетів. Якщо довжина черги перевищує допустиму, пакети стираються з пам'яті ОЗУ і їх передача повинна бути повторювана.

Пакети, що відносяться до одного повідомлення, можуть передаватися по різних маршрутах в залежності від того, по якому з них в даний момент вони з найменшою затримкою можуть піти до адресата. У зв'язку з тим, що час проходження до мережі пакетів одного повідомлення може бути різним (в залежності від маршруту і затримок в УК), порядок їх переходу в ОП (до одержувача) може не відповідати порядку пакетів.

Малюнок 5 - Метод КП

Способи пакетної комутації

Існує два способи пакетної комутації. Перший спосіб - це спосіб датаграммной, другий - спосіб віртуальних з'єднань.

1. Датаграммний метод (ДМ).

ДМ ефективний для передачі коротких повідомлень. Він не вимагає громіздкої процедури встановлення з'єднання між абонентами, малюнок 6. Термін датаграмма застосовують для позначення самостійного пакету рухомого по мережі незалежно від інших пакетів. Пакети доставляються одержувачу різними маршрутами. Ці маршрути визначаються чим склався динамічною ситуацією на мережі. Кожний пакет забезпечується необхідною службовою маршрутною ознакою, куди входить і адреса одержувача.

Пакети поступають на прийом не в тій послідовності, в якій вони були передані, тому доводитися виконувати функції пов'язані зі зборкою пакетів.

Отримавши датаграмму, вузол комутації направляє її у бік суміжного вузла максимально наближеного до адресата. Коли суміжний вузол підтверджує отримання пакету, вузол комутації стирає його в своїй пам'яті. Якщо підтвердження не отримане, вузол комутації (УК) відправляє пакет в інший суміжний вузол, і так доти, поки пакет не буде прийнятий.

Всі вузли, навколишні даний УК ранжируются по мірі близькості до адресата, і кожному привласнюється 1, 2 і т. д. ранг.

Пакет спочатку посилається у вузол першого рангу, при невдачі - у вузол другого рангу і т. д.

Ця процедура називається алгоритмом маршрутизації. Існують алгоритми, коли вузол передачі вибирається випадково, і тоді кожна датаграмма буде йти по випадковій траєкторії.

Датаграммний режим об'єднує в собі мережевий і транспортний рівень, тому протокол передачі сетиInternetназивается протоколомTCP/IP, де протокол ТСР - протокол четвертого транспортного рівня, аIP- мережевий протокол.

Датаграммний режим використовується, зокрема, вInternetв протоколахUDP(UserDatagramProtocol) иTFTP(TrivialFileTransferProtocol).

Малюнок 6 - Датаграммний метод передачі

2. Віртуальний метод (ВМ).

У ВМ передбачається попереднє встановлення маршруту передачі всього повідомлення від відправника до одержувача за допомогою спеціального службового пакету - запиту на з'єднання, малюнок 7. Для цього пакету вибирається маршрут, який у разі згоди одержувача цього пакету на з'єднання закріпляється для проходження по ньому всього трафіка. Т. е. пакет запиту на з'єднання як би прокладає шлях через мережу, по якому підуть всі пакети, що відносяться до цього виклику. У цьому є щось загальне від процедури комутації каналів, коли сигнал запиту проходить через мережу, і у відповідності з його шляхом, відбувається комутація крізного каналу, по якому потім підуть дані. Тут є принципова відмінність, яка відображена вже в назві самого з'єднання. У телефонній мережі коммутируется реальний фізичний тракт, а в пакетній мережі - уявний (віртуальний) тракт. Віртуальним він називається тому, що йому відповідає не сам канал, а логічна зв'язка між відправником і одержувачем.

Малюнок 7 - Віртуальний метод передачі

В віртуальній мережі абоненту-одержувачу прямує службовий пакет, що прокладає віртуальне з'єднання. У кожному вузлі цей пакет залишає розпорядження вигляду: пакетиk-ого віртуального з'єднання, що прийшли изi-ого каналу потрібно направляти вj-й канал. Т. про. віртуальне з'єднання існує тільки в пам'яті керуючого комп'ютера. Дійшовши до абонента-одержувача, службовий пакет запитує у нього дозвіл на передачу, повідомивши який об'єм пам'яті знадобиться для прийому. Якщо його комп'ютер має в своєму розпорядженні таку пам'ять і вільний, то посилається згода абоненту-відправнику на передачу повідомлення. Отримавши підтвердження, абонент-відправник приступає до передачі повідомлення звичайними пакетами.

Пакети безперешкодно проходять один за одним по віртуальному з'єднанню і в тому ж порядку попадають абоненту-одержувачу, де, звільнившись від концевиков і заголовків, утворять повідомлення, що передається, яке прямує на 7 рівень. Віртуальне з'єднання може існувати доти, поки відправлений одним з абонентів, спеціальний службовий пакет не зітре інструкції у вузлах. Режим віртуальних з'єднань ефективний при передачі великих масивів інформації і володіє всіма перевагами методів комутації каналів і пакетів.

Преимуществарежима ВС перед датаграммним полягає в забезпеченні впорядкованості пакетів, що поступають на адресу одержувача і порівняльній простоті управління потоком даних вдовж маршруту з метою обмеження навантаження в мережі і можливості попереднього резервування ресурсів пам'яті на вузлах комутації.

До недостаткамследует віднести відсутність впливу ситуації, що змінилася в мережі на маршрут, який не коректується до кінця зв'язку. Віртуальна мережа в значно меншій мірі схильна до перевантажень і зациклення пакетів, за що доводиться платити гіршим використанням каналів і більшою чутливістю до зміни топології мережі.

4 МІЖНАРОДНІ СТАНДАРТИ НА АПАРАТНІ І ПРОГРАМНІ ЗАСОБИ КОМП'ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ

4.1 Характеристика стандартів і протоколів.

Для організації ефективної взаємодії між різнотипними комп'ютерами в комп'ютерних мережах був розроблений міжнародний стандарт, в якому описана архітектура взаємодії відкритих систем.

Протокол визначає, яким чином один додаток зв'язується з іншим. Цей зв'язок програмного забезпечення подібний діалогу: «Я посилаю Вам цю порцію інформації, потім Ви посилаєте мені зворотне то-то, потім я відправлю Вам це. Ви повинні скласти всі біти і послати зворотно загальний результат, а якщо виникнуть проблеми, Ви повинні послати мені відповідне повідомлення». Протокол визначає, як різні частини повного пакету управляють передачею інформації. Протокол вказує, чи містить пакет повідомлення електронної пошти, статтю телеконференції або службове повідомлення. Стандарти протоколу сформульовані таким чином, що беруть до уваги можливі непередбачені обставини. Протокол також включає правила обробки помилок.

Обчислювальна система, що відповідає стандартам, прийнятим в концепції взаємодії відкритих систем, буде відкрита для взаємодії з будь-якою іншою системою, що відповідає цим же стандартам.

Стандарти протоколів фізичного рівня.

Функції протоколів фізичного рівня (рівень 1) забезпечують взаємодію процедур канального рівня з фізичною середою передачі, по якій передається сигнал. У цих стандартах, як правило, описуються принципи побудови пристроїв перетворення сигналів (модемів) і межуровневих інтерфейсів, що описують як рівень 1 зв'язується з рівнем 2, надаючи йому свої послуги.

Стандарти протоколів канального рівня.

Як основні функції канального рівня можна перерахувати наступні:

- Синхронізація по кодових комбінаціях (по байтах);

- Разбиение потоку інформації, що поступає з фізичного рівня, на сегменти (блоки інформації), які називаються кадрами канального рівня, і формування кадрів канального рівня з протокольних одиниць (для мереж з комутацією пакетів - це пакети), що поступають на канальний рівень вишележащего мережевого рівня;

- Розпізнавання кадрів, що передаються між станціями комп'ютерних мереж (кожний кадр має адресу станції що передала його);

- Забезпечення можливості передачі інформації будь-яким кодом (прозорість по кодах);

- Забезпечення корекції помилок, виникаючих при передачі інформації.

Протоколи канального рівня можна розділити на дві групи: байт- і біт-орієнтований протоколи. Інформація, що передається з їх допомогою, розглядається відповідно на рівні одного байта або біта, і найменшою одиницею інформації, що обробляється є байт або біт.

Байт-орієнтовані протоколи- це процедури управління каналом передачі даних, в яких для функції управління застосовуються структури певних знаків первинного коду, наприклад, стандартного американського національного кодаASCII.

Біт-орієнтований протокол- управління каналом проводиться за допомогою аналізу бітових послідовностей, що являють собою поля кадру канального рівня.

При передачі через канал зв'язку, інформація представляється у вигляді кадру, що складається з власного блоку даних і службової частини, в яку входять поля, що визначають початок кадру, адресну частину і поле управління. Як приклад розглянемо декілька протоколів канального рівня.

Байт-орієнтований протокол BSC (Binary Synchronous Communication) розроблений фірмою IBM в 1968 році, малюнок 8.

SYN

SYN

SOH

Заголовок

STX

Поле даних

ETX або ETB

BCC

1 байт

1 байт

1 байт

1 байт

1 байт

Малюнок 8 - Формат кадру BSC.

SYN - синхросимвол (СИН).

SOH - початок заголовка (НЗ).

STX - початок тексту (НТ).

ETX - кінець тексту (КТ).

ETB - кінець блоку (КБ).

BCC - контрольна сума.

Контрольна сума виходить на передаючій стороні шляхом підсумовування всіх знаків кадру. На приймальній стороні знову розраховується контрольна сума. Прийнята в складі кадру і полічена на приймальній стороні контрольні суми повинні співпадати, в іншому випадку, кадр вважається прийнятим невірно.

Для забезпечення прозорості по кодах перед кожним символом, що зустрічається всередині інформаційного блоку, співпадаючим на вигляд зі службовим, передається символ OLE. На приймальній стороні він автоматично віддаляється. Описана процедура дозволяє на приймальній кінці розрізнювати дійсно службові символи і символи, співпадаючі на вигляд зі службовими, що зустрічаються в інформаційному блоці в полі даних. Якби всередині інформаційного блоку був прийнятий, наприклад, символ «кінець тексту» або «кінець блоку», прийом кадру припинився б передчасно і, отже, даний кадр був би прийнятий невірно.

Біт-орієнтований протокол HDLCразработан в 1973 році міжнародною організацією по стандартизації. Він - базовий для цілого набору протоколів канального рівня, що є його підмножинами. Як стандарт для протоколів 2 рівня організацією ISO рекомендується протокол HDLC (High Level Data Link Control).

Технологія цього протоколу називається технологією безперервного автоматичного запиту на повторення і названа так тому, що станціям дозволено запитувати автоматично іншу станцію і проводити іншу станцію передачі даних і проводити повторну передачу даних. При цьому передбачається використати як полудуплексний, так і дуплексний режим.

У разі збою послідовності кадрів, що приймаються система може:

а) послати запит на повторну передачу тільки того кадру, який вибився з послідовності;

б) відкидати всі кадри, номери яких не співпадають з очікуваними на прийомі, навіть якщо вони були прийняті без помилок.

Таким чином, в основі протоколу HDLC визначена процедура управління потоком на рівні управління ланки, а також метод корекції помилок шляхом повторної передачі. Розглянемо структуру формату кадру HDLC, малюнок 9.

Прапор 01111110

Адреса

Управління

Інформація

Контрольне поле кадру

Прапор 01111110

Біт передається в канал першим.

Малюнок 9 - Формат кадру HDLC

Поле флагапредставляет собою комбінацію бітів 01111110, за допомогою якої визначається початок і кінець кадру.

Поле адресаопределяет адреса первинної або повторної станцій, що беруть участь в передачі конкретного кадру.

Керуюче полесодержит команди або відповіді, а також порядкові номери передачі кадрів канального рівня, що використовуються при звітності об правильність.

Інформаційне полесодержит блок інформації (пакет), що поступає на другий канальний рівень з третього мережевого рівня. Воно є тільки в кадрі інформаційного формату.

Поле контрольної послідовності кадру (КПК) застосовується для виявлення помилок при передачі даних між двома станціями.

Сімейство протоколу HDLC.

Малюнок 10 - Сімейство протоколу HDLC.

Протокол HDLC є базовим для цілої групи протоколів канального рівня, що використовуються як в глобальних, так і в локальних комп'ютерних мережах, малюнок 10:

- LAPB (Link Access Procedure Balanced) - збалансована процедура доступу до ланки передачі даних (застосовується в стандарті Х.25);

- LAPD (Link Access Procedure D-channel) - призначений для управління ланкою в цифрових мережах з інтеграцією служб (ЦСИС);

- LLC (Logical Link Control) - управління логічним каналом;

- SDLC (Synchronous Data Link Control) - синхронне управління ланкою даних, розроблений компанією IBM;

- LAPX (розширений LAPB). Використовується в термінальних системах і в стандарті телетекса. Є полудуплексним варіантом HDLC.

Стандарти протоколів мережевого рівня.

- Х.25, розроблений МСЕ-Т для мереж з комутацією пакетів.

- TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Використовується в глобальної сетиInternetи в локальних мережах підприємств.

4.2 Протокол Х.25.

Х.25 містить зведення про процедури підключення пакетного ООД до мережі пакетної інформації. Х.25 - трехуровневий, включає в себе фізичний, канальний і мережевий рівень моделиISO. Як фізичний рівень Х.25 розглядається стандарт Х.21.

У інтерфейсі Х.21 двостороннього обміну даними використовується дві цепиTиR - по одній для кожного напряму (Т - передача, R - прийом). Синхронна передача даних забезпечується цепямиBиS. При цьому ланцюг В забезпечує синхронізацію байтів, т. е. воно встановлюється в стан «розімкнено» при передачі останнього біта в складі байта. По цепиSпередаются сигнали бітової синхронізації, ланцюг З иIпредназначени для управління.

Інтерфейс Х.21 призначений для стику з цифровими каналами. Але, оскільки, в період співіснування аналогових і цифрових каналів виникає необхідність доступу до цифрових мереж за допомогою аналогових каналів, розроблена рекомендацияX.21.bis, що використовує ланцюги сопряженияV.24.X.21.bisпозволяет здійснювати доступ до мережі як через аналоговий, так і через цифрові канали. СтикX.21лучше, ніж стикX.21.bis.

Інтерфейс Х.21 дозволяє використати простий протокол організації з'єднання і роз'єднання. Для обміну керуючою інформацією використовується міжнародний алфавіт №5, співпадаючий зі знаками кодаASCII. Особливістю цього стику є те, що сигнали управління з'єднання передаються по тих же ланцюгах, що і сигнали даних.

Рекомендація Х.25 передбачає також роботу по фізичному стику рекомендацій серииV. Цей стик передбачає підключення тільки по аналоговому каналу і призначений для підключення до нього аналогових модемів, працюючий по рекомендації серииV.

Протокол канального рівня.

Протокол канального рівня Х.25 являє собою елемент з безлічі протоколів, визначених вHDLC, і відноситься до асинхронним баластним процедурамLAPB. Загальна кількість кадрів в протоколі вельми не велика - всього 9. Можна помітити одну маленьку деталь, що виділяє процедуруLAPBиз інших. Вона складається в тому, що інформаційні кадри завжди мають значення команди. Розділення кадрів на команди і відповіді складається в тому, що за допомогою каналу запитується статус видаленої станції, а за допомогою відповідей передається реакція на такий запит. Т. е. якщо одна з станцій запитала у протилежної її статус, ця остання вимушена перервати потік даних і відповісти на запит службовим кадром - відповіддю. Це пов'язано з тим, що запитуюча станція вимагає пересвідчитися не просто працездатності що запитується, але і точно знати її стан - чи може вона приймати дані в потоку, чи необхідно зробити повторну передачу і т. д., таблиця 3.

Таблиця 3 - Формат передачі інформації

формат передачі інформації

команда

відповідь

кодування

супервизорний

I ( інформація )

0

N(S)

Р

N(R)

RR (готовність до прийому)

RR (готовність до прийому)

1

0

0

0

Р/F

N(R)

RNR (неготовність до прийому)

RNR (неготовність до прийому)

1

0

1

0

Р/F

N(R)

REJ (неприйом)

REJ (неприйом)

1

0

0

1

Р/F

N(R)

1

2

3

4

5

6

7

8

поле управління кадру

НомераN(S) иN(R) вполе управління інформаційних кадрів означають відповідно порядковий номер, привласнений даному кадру, і номер, що означає підтвердження прийнятих інформаційних кадрів.

НомерN(R) означає підтвердження всіх інформаційних кадрів з номерами доN(R)-1включительно, т. е.N(R) рівний номеру очікуваного на прийом кадру.

Кадр «готовність до прийому»- кадрRRиспользуется процедурою для вказівки на те, що станція що послала його, спроможний приймати інформаційні кадри, а також для підтвердження прийнятих з каналу кадрів.

Кадр «не готовність до прийому»- кадрRNRиспользуется його станцією, що передала крім підтвердження прийнятих даних для індикації тимчасової не здатності приймати додаткові вхідні кадриI. Як правило, передача цього кадру викликана перевантаженням вузла, який внаслідок відсутності вільних буферів не може приймати дані. Після прийняття такого кадру необхідно припинити потік даних в канал до того моменту, поки цей стан не буде знятий.

Кадр «не прийом»- кадрREJпередается у випадку, якщо виявлений собою в послідовності кадрів, що приймаються даних. Наприклад, якщо замість очікуваного кадру даних з номеромN(S)=3бил прийнятий кадр з номеромN(S)=5, то це означає, що кадри з номерами 3 і 4 були передані з помилками і відкинуті на прийомі. Оскільки процедура корекції помилок в Х.25 побудована таким чином, що у разі збою послідовності кадрів починається повторна передача всіх раніше переданих і непідтверджених кадрів, то в даному прикладі в складі кадраREJбудет вказаний номерN(R), підтверджуючий всі кадри з номерами до 3. Сам кадр з номером 5, незважаючи на те, що був переданий без помилок, також буде відкинутий, оскільки він був прийнятий поза послідовністю. Більш того станція буде відкидати всі кадри, що приймаються доти, поки не прийме кадр з очікуваним номером, в нашому прикладі кадр номер 3.

Мережевий рівень є протоколом віртуального підключення між двома терміналами. «Віртуальне» - являє собою декілька послідовно сполучених логічних каналів. Логічний канал забезпечується шляхом мультиплексирования фізичної лінії, що з'єднує пакетне ООД з центром комутації пакетів ЦКП або два ЦКП між собою. Для цих цілей використовуються логічні канали, які організуються через всі три рівні процедури Х.25. На малюнку 11 показаний формат пакету Х.25 для передачі даних.

Малюнок 11 - Пакет Х.25 дані ДТЕ (ООД).

Q - біт ідентифікації пакету;

D - біт підтвердження пакету;

Р(R) - порядковий номер прийому;

Р(S) - порядковий номер передачі;

M - біт кінця передачі;

Про - далі підуть дані;

1 - останній пакет.

Номер групи логічного каналу і номер логічного каналу в групі являють собою ідентифікатор логічного каналу. У полі «дані користувача» передаються блоки протоколу транспортного рівня. Порядок встановлення віртуального з'єднання:

- Від джерела передається пакет «запит з'єднання». Цей запит проходить через всю мережу, на будь-якій дільниці мережі може бути використаний будь-який логічний канал з можливих 4096. Коли пакет прийде до одержувача, то шлях його буде зафіксований, т. е. буде записано в ЦКП, що певні логічні канали закріплені за даним віртуальним з'єднанням, отже, вони іншому віртуальному з'єднанню привласнені не будуть.

- Потім по цій трасі будуть передаватися пакети «дані ООД».

- Після закінчення процедури обміну даними через цей же віртуальний канал посилається «запит роз'єднання». Після того, як цей пакет пройде через мережу, віртуальний канал припиняє своє існування.

Адресація в мережах Х.25.

Адресація в будь-якій мережі зв'язку грає дуже важливу роль, і пакетні мережі - не виключення. Очевидно, що адресація повинна однозначно визначати кожного абонента і відображати структуру мережі.

Рекомендація Х.121 описує структуру міжнародного плану нумерації і визначає максимальні довжини адрес, що приймаються на пакетних мережах, і склад цих адрес. З точки зору Х.21, кожній країні привласнюється унікальний трехцифровой код. Цей код повинен вказуватися на самому початку адреси на позиціях перших цифр. При цьому коди країн формуються таким чином, що перша цифра цього коду представляє зони земної кулі. Цифра 2 визначає Європу, 3 - Північну Америку, 4 - Азію, 5 - Австралію і Океанію, 6 - Африку, 7 - Південну Америку. 1 - жваві супутникові системи. Цифри 8-0 задають вихід в інший план нумерації, наприклад, мережі телекса або телефонної мережі. Для Радянського Союзу, а надалі для Росії як його правопреемници, виділений код 250. У 1995 році Росії виділений додатковий код 251.

Четверта цифра адреси означає номер мережі в рамках єдиної країни. При цьому цифра 5 відведена під федеральну мережу. Таким чином, відповідно до рекомендації Х.121 Російські мережі мають наступні ідентифікатори:

2500 - мережа Роспак,

2501 - Спринт,

2502 - Іаснет,

2503 - ММТЕЛ,

2504 - Інфотел,

2506 - Роснет і т. д.

Ці ідентифікатори називаються «код ідентифікації мережі даних» -DNIC. Таким чином, для кожної країни може бути визначено мінімум десять мереж.

Згідно Х.121, максимальна довжина адреси з учетомDNIC, становить 14 знаків, з которих10 відводиться для ідентифікації крайового обладнання.

Протокол Х.25 є одним з найбільш складних, оскільки вузли комутації виконують велику кількість функцій, що забезпечують виявлення і виправлення помилок, управління потоком даних, мультиплексирование потоків пакетів в єдиному фізичному каналі. Через це в мережі передачі даних можуть виникати значні затримки, що істотно впливають на роботу додатків реального часу.

Транспортна система, реалізована на основі протоколу Х.25, володіє рядом недоліків що різко обмежують область її застосування:

- відсутність гнучкості при адаптації до вимог по об'ємах і швидкості інформації, що передається;

- неможливість передачі в одному каналі трафіка даних і голосовій інформації;

- низька ефективність використання ресурсів;

- підвищені вимоги до продуктивності комутаційних процесів і об'ємом буферної пам'яті.

4.3 ПротоколTCP/IP

TCP/IP- ця назва сімейства протоколів передачі даних в мережі. Протокол - це набір правил, яких повинні дотримуватися всі компанії, щоб забезпечити сумісність вироблюваного апаратного і програмного забезпечення.

ТермінTCP/IPвключает назва двох протоколів -TCP (Transmission Control Protocol) иIP (Internet Protocol).

TCP/IPне є однією програмою, а відноситься до цілого сімейства пов'язаних між собою протоколів, розроблених для передачі інформації по мережі і одночасного забезпечення інформацією про стан самої мережі.

TCP/IPявляется програмним компонентом мережі. Кожна частина семействаTCP/IPрешает певну задачу: відправлення електронної пошти, забезпечення видаленого обслуговування входу в систему, пересилку файлів, маршрутизацію повідомлень або обробку збоїв в мережі. ПрімененієTCP/IPне обмежено глобальної сетьюInternet. Це найбільш широко мережеві протоколи, що використовуються у всьому світі, вживані як у великих корпоративних мережах, так і в локальних мережах з невеликим числом комп'ютерів.

АрхитектураTCP/IP.

АрхитектураTCP/IPпоказана на малюнку, вона порівнюється з архітектурою моделиOSI. Обидві архітектури включають схожі рівні, вTCP/IPнесколько слоевOSI- моделі об'єднані в один. Це зроблене для зручності реалізації сервисаTCP/IP, малюнок 12.

Модель OSI

TCP/IP (Internet)

Прикладний

Прикладний

Представницький

Сеансовий

Транспортний

Транспортний

Мережевий

Internet

Передача даних

Мережевий інтерфейс

фізичний

Фізичний

Малюнок 12 - АрхитектураTCP/IP

Рівень може нічого не знати про зміст повідомлення, але він повинен знати, що далі робити з цим повідомленням. Рівень додатків передає повідомлення на наступний рівень і т. д. через всі рівні, поки фізичний рівень не передає його в кабель. Кожний рівень по-своєму обробляє повідомлення електронної пошти, але не знає про фактичний зміст цього повідомлення.

Кожний рівень виконує власне формування пакету, додаючи заголовок і кінцеві блоки до повідомлення, що поступило з більш високого рівня. Це приводить до появи шести наборів заголовків і кінцевих блоків до того моменту, коли повідомлення готове до передачі по мережі. По мірі того, як дані передаються з верхнього рівня на нижній, протокол кожного рівня додає власний заголовок, що включає необхідну службову інформацію. Всі заголовки і кінцеві блоки потім передаються фізичному рівню, який може додати свою порцію службової інформації для передачі по фізичній мережі.

TCPустанавливает безпосереднє логічне з'єднання, т. е. комп'ютери як би сполучаються прямо, і кожний з них знає про стан іншого.

TCP- це надійний метод зв'язку, оскільки відбувається підтвердження кожного прийнятого повідомлення. Протокол ТСР додає заголовок в початок повідомлення, який транспортний рівень отримує від більш високих рівнів. Заголовок містить базову інформацію про того, хто послав пакет і кому, спеціальну інформацію про тип повідомлення і статистичні дані.

ПротоколIP

InternetProtocol (IP)- основної протоколTCP/IP.IPне встановлює логічного з'єднання. Це означає, чтоIPне контролює доставку повідомлення кінцевому адресату.IP-адреси машини-відправника і машини-одержувача включаються в заголовок датаграмми і використовуються для передачі датаграмм між шлюзами. При цьому використовується інформація про маршрутизацію, що знаходиться на шлюзі і вказуюча, куди передавати датаграмму на кожному етапі.

Основної задачейIPявляется адресація датаграмм і їх передача між комп'ютерами. Він аналізує інформацію про адресата і використовує її для визначення найкращого маршруту.IPдобавляет свій власний заголовок до повідомлення, отриманого від більш високих рівнів ТСР.IPрешаєт також іншу задачу, пов'язану з разбитием даних датаграмм на декілька частин меншого розміру і подальшою зборкою в первинний вигляд в точці призначення. Великі датаграмми можуть бути розбиті по ряду причин, включаючи обмеження размераIP-повідомлень (приблизно 64 До). Звичайно мережа не може безпосередньо передавати таке велике повідомлення, вимагаючи розриву датаграмми на маленькі фрагменти по трохи кілобайт.

Протоколи транспортного рівня.

Мережевий рівень надає послуги транспортному, який вимагає від користувачів запиту на якість обслуговування мережею.

Після отримання від користувача запиту на якість обслуговування транспортний рівень вибирає клас протоколу, який забезпечує необхідну якість обслуговування. При існуванні різних типів мереж транспортний рівень дозволяє наступні параметри якості обслуговування:

1) пропускна спроможність;

2) надійність мережі;

3) затримка передачі інформації через мережу;

4) пріоритети;

5) захист від помилок;

6) мультиплексирование;

7) управління потоком;

8) виявлення помилок.

Транспортний рівень відповідає за вибір відповідного протоколу, що забезпечує необхідну якість обслуговування на мережі. Прикладом протоколів транспортного рівня можуть служити протокол МСЕ-Т (МККТТ) Х.224 - «специфікація протоколу транспортного рівня взаємозв'язку відкритих систем для застосування МККТТ» і стандартISO8073 «Системи обробки інформації. Взаємозв'язок відкритих систем. Специфікація протоколів транспортного рівня».

Протоколи верхніх рівнів.

До верхніх рівнів відносяться протоколи сеансового, представницького і прикладного рівнів.

Сеансовий рівень. Тут проводиться організація способів взаємодії між прикладними процесами користувачів, т. е. управління взаємодією між відкритими системами. Прикладом протоколів сеансового рівня можна розглядати стандарт Х.225 - «специфікація протоколу сеансового рівня взаємозв'язку відкритих систем для застосування МККТТ», розроблений МСЕ-Т і стандартISO8327 «Системи обробки інформації. Базова специфікація протоколу сеансового рівня, орієнтована на з'єднання».

Представницький уровеньопределяет синтаксис інформації, що передається, т. е. набір знаків і способи їх уявлення, які є зрозумілими для всіх взаємодіючих систем. Це процес узгодження різних кодів, згідно з ним взаємодіючі системи домовляються про ту форму, в якій буде передаватися інформація. Прикладом протоколів представницького рівня є Х.226 «Специфікація протоколу рівня представлення взаємозв'язку відкритих систем для застосування МККТТ» і стандартISO8823 «Системи обробки інформації. Взаємозв'язок відкритих систем. Специфікація протоколів рівня представлення в режимі управління з'єднанням».

Прикладній уровеньопределяет семантику, т. е. смисловий зміст інформації, якою обмінюються відкриті системи. Прикладом стандарту прикладного рівня може служити стандарт МСЕ-Т Х.400.