СетиЭВМ - лучше конспекта

Стандарт межсетевого взаимодействия IEEE 802.1.

Различные протоколы и их реализации в сети могут быть представлены в виде трех категорий: 1) Физические протоколы, которые описывают подключение аналогичной аппаратуры, и

протоколы связи, используемые этой аппаратурой; 2) Межсетевые протоколы, которые определяют подключение аналогичной и различающейся

аппаратуры через интерфейсные устройства.

3) Протоколы, которые подразумевают совместную работу различных приложений и операционных систем.

Рисунок 1 – Повторитель Повторитель (репитер) – подразумевает взаимодействие сетей с одинаковой физической средой

распространения, одинаковыми протоколами и одинаковой идеологией сети. Репитер фактически выполняет ретрансляцию сигнала, полученного с одного порта, на другой порт с его усилением. Мост – предназначен для соединения сетевых сегментов, которые имеют различную среду распространения, для связи сегментов, имеющих различные протоколы физического и канального уровней, для связи сегментов сети с одинаковыми протоколами и физическими средами с целью их информационной развязки.

Рисунок 2 – Мост Маршрутизатор. Мост функционирует на канальном уровне и фактически принимает решение о том,

передавать кадры в другую сеть или нет. В дополнение к этой функции маршрутизатор принимает решение о нахождении оптимального маршрута передачи кадра, т.е. на основе таблицы маршрута в соответствии с адресом получателя выбирается либо строится путь передачи кадра.

Рисунок 3 – Маршрутизатор

Цифровая служба – это коммуникационное обслуживание, которое основано на методах цифровой передачи данных. В Северной Америке используется четырехуровневая архитектура цифровой службы. Для преобразования аналогового сигнала в рамках цифровой службы используется кодовоимпульсная модуляция, когда 8000 раз в секунду каждое исходное значение кодируется восемью битами. Сигнал передается по линиям связи с мультиплексированием на основе разделения времени (TDM). Используется следующая иерархия.

Рисунок 1 – Иерархическая структура цифровой службы

В основе передачи сигналов лежит канал DS0 с пропускной способностью 64 кбит/с, который базируется на стандартном аналоговом телефонном канале с шириной полосы пропускания 4 кГц. 24 канала DS0 объединяются (мультиплексируются) в один канал DS1 с пропускной способностью 1,544 Мбит/с. Два канала DS1 мультиплексируются в один канал DS1C с пропускной способностью 3,152 Мбит/с. Пропускная способностью DS2 6,132 Мбит/с. Пропускная способностью DS3 44,736 Мбит/с. Пропускная способность DS4 274,176 Мбит/с.

Линия DS1 является базовой для магистрального обслуживания в формате T1; используется в Северной Америке, Австралии и Японии. Линия T1 состоит из 24 каналов с пропускной способностью 64 Кбит/с, что в сумме дает 1,536 Мбит/с, и одного канала кадровой синхронизации со скоростью 8 Кбит/с.

Формат (структура) кадра Т1.

Рисунок 2 – Структура кадра Т1

Магистраль E – цифровая магистраль, используемая в Европе, Мексике, Южной Америке и Российской Федерации. Имеет следующую иерархическую структуру.

SONET – стандарт ANSI, реализует сеть синхронной оптической связи. Особенности сети SONET:

Скорость передачи данных от 51,84 Мбит/с до 2,488 Гбит/с;

Базовая пропускная способность строится на основе каналов DS3, плюс накладные расходы;

Система SONET допускает мультиплексирование каналов с кратностью до 64 Кбит/с;

Размер кадра 810 байт;

Передача и управление передачей выполняются в рамках четырехуровневой модели взаимодействия; В процессе работы допускается корректировка временных параметров и характеристик кадров;

7) Система SONET может быть использована в качестве базовой системы передачи для архитектуры ATL.

Сетевые компоненты SONET

Рисунок 1 – Сетевые компоненты сети SONET

Оконечными пунктами системы SONET являются источники и потребители сигнала DS3. Мультиплексор A используется для подключения оконечных устройств; мультиплексор B предназначен для соединения с другими мультиплексорами. Мультиплексоры связаны между собой линиями, которые состоят из секций и повторителей. Секция представляет собой один сегмент волоконнооптического кабеля с приемниками и передатчиками на концах. Повторитель выполняет усиление сигнала и его очистку перед дальнейшей передачей.

Стандарт SONET описывает 4 иерархических уровня, которые используются для передачи данных между конечными узлами.

1) Фотонный – физический уровень, которые описывает параметры кабелей, сигналов и сетевых компонентов; также этот уровень отвечает за преобразование электрического сигнала в оптический и обратно;

2) Уровень секторов отвечает за создание кадра, его шифрацию и обнаружение ошибок передачи;

3) Линейный уровень отвечает за доставку данных по линии связи, а также за коррекцию временных параметров и функции исключения (добавления) каналов на мультиплексорах;

4) Канальный уровень отвечает за доставку сообщений от отправителя к получателю.

Таблица 1 – Соответствие уровней канала SONET и STM

Рисунок 1 – Структура кадра сети SONET

Секция потерь используется для управления синхронизацией для передачи служебных сигналов, для паритета сигналов, указателей.

Путь возрастания потерь используется для резервирования байта.

Высокая скорость работы системы SONET предъявляет повышенные требования к соблюдению временных параметров. Поэтому предусмотрена возможность немедленной коррекции времени передачи кадра на любом из участков сети. Поскольку потеря может привести к искажению структуры кадра, блок полезной информации SPE может перемещаться по отношению к границам кадра, а в некоторых случаях допускается пересечение границ. В связи с этим средства включения (исключения) каналов требуют, чтобы в каждом промежуточном устройстве кадр должен быть восстановлен перед последующей передачей по линии связи.

Протокол HDLC отвечает за обмен в звене передачи данных и является бит-ориентированным протоколом.

Поле данных бит-ориентированного протокола может содержать любое число бит и любую их комбинацию. Каждое сообщение начинается и заканчивается флагом фиксированной структуры. Формат кадра HDLC

Рисунок 1 – Структура кадра HDLC АП – адрес получателя (8 бит). УП – управляющее поле (8 бит).

Data – поле данных, ограниченное размером пакета (размер пакета от 128 байт до 4096 байт). У – контрольная сумма кадра (16 бит).

Если между флагами начала и конца окажется меньше, чем 32 бита, то кадр считается ошибочным и отбрасывается.

Протокол HDLC имеет следующие типы кадров:

1) Информационный (I) – для передачи данных;

2) Супервизорный (S) – для передачи команд подтверждений приема, запроса передачи; не имеет поля данных;

3) Ненумерованный (U) – для дополнительных функций управления.

Структура поля управления для каждого типа кадра.

Рисунок 2 – Структура поля управления для каждого типа кадра Ns – номер последовательности (порядковый номер передачи). Nr – порядковый номер приема.

P/F – признак ответа (0 – пакет является промежуточным и на него не требуется давать ответа, 1 – пакет является либо командой, либо последним пакетом сообщения и на него требуется передать ответное сообщение.

Рисунок 3 – Пример передачи информации от абонента А к абоненту B

Технология кадровой ретрансляции – это метод передачи данных по цифровым каналам связи с коммутацией пакетов. Первоначально эта технология разрабатывалась как транспортный уровень сети

ISDN.

Отличительными особенностями являются 1) Малое время задержки;

2) Простая форма кадра, имеющий минимальное количество служебной информации;

3) Независимость от верхних уровней модели OSI.

Главное отличие заключается в том, что узлы коммутации выполняют только основные процедуры канального уровня и предполагается, что сеть является надежным элементом. Процедуры подтверждения и контроля, а также запроса на повторную передачу и процедуры маршрутизации реализуются не сетевым оборудованием, а оконечным. За счет этого достигается существенное уменьшение задержек в сети и увеличение скорости передачи данных. Скорость передачи данных в сети Frame Relay равна 2-45 Мбит/с.

Принципы работы. Отправитель снабжает свои пакеты десятибайтовым заголовком OLCI, который содержит адрес получателя. Первый маршрутизатор по этому адресу определяет наиболее оптимальный маршрут передачи данных, формирует идентификатор виртуального пути и заносит его в заголовок. Остальные коммутаторы в соответствии с этим идентификатором просто ретранслируют принятый кадр на необходимый выходной порт.

Различают постоянные виртуальные пути (PVC) и коммутируемые виртуальные пути (SVC). Постоянный виртуальный путь задается провайдером и закрепляется за соответствующими абонентами.

Коммутируемый виртуальный путь подразумевает его создание для каждого сеанса связи. Формат пакета данных

Рисунок 1 – Структура пакета данных сети Frame Relay Флаг (1 байт).

Заголовок (2, 3 или 4 байта).

Data – поле данных (переменной длины до 4096 байт).

– контрольная сумма (2 байта).

Структура заголовка кадра

Рисунок 2 – Структура заголовка кадра сети Frame Relay

DLCI – идентификатор виртуального канала (10, 17 или 24 бита). C/R – признак команды/ответа.

EA – признак расширения адреса.

FECN – бит уведомления приемника о перегрузке. BECN – бит уведомления передатчика о перегрузке. DE – бит допустимости удаления кадра.

Как и в любой сети с коммутацией пакетов, в сети Frame Relay применяется статистическое мультиплексирование, благодаря чему абонент может передавать данные в течение определенного промежутка времени со скоростью, большей, чем ему гарантируется. Поэтому в узлах коммутации возможно возникновение перегрузки, вследствие чего возможна потеря кадра. Управление трафиком реализуется таким образом, что абонент по своему выбору может передавать данные либо с гарантированной скоростью, либо с превышением заранее оговоренной скорости, но с риском потери информации.

Пропускная способность определяется следующими параметрами:

1) – гарантированная скорость передачи данных;

2) – учетный период – промежуток времени, в течение которого абонент может передать

гарантированные объем информации с удовлетворительной вероятностью;

3) – гарантированный объем передачи данных – максимальный объем данных, который абонент может передать за промежуток с высокой вероятностью;

4) – дополнительный объем данных, доставка которого в течение времени возможна, но

сменьшей вероятностью;

5) - максимальная скорость передачи.

Пользователь выбирает и оплачивает пропускную способность порта и гарантированную скорость передачи для каждого виртуального канала.

Узел доступа в сеть Frame Relay постоянно отслеживает объем передаваемых данных, и, если скорость не больше гарантированной, то данные пересылаются без изменения. Если скорость :

, то в пересылаемых пакетах устанавливается признак возможности их удаления в случае их перегрузки (DE=1). Если скорость превышает максимальную, то пакет удаляется безоговорочно.

Особенности сети Frame Relay Высокая скорость передачи;

Малая сетевая задержка;

Применение технологии коммутации пакетов, что позволяет передавать неравномерный трафик;

4) Использование виртуальных каналов для маршрутизации;

5) Функции коррекции ошибок и организации повторных передач возлагаются на оконечное оборудование.