3 Технологія fddіfddі - Fіbrе Destrіbuted Data Іnterface fddі - волоконнооптичне маркерне кільце

зі швидкістю передачі- 100 Мбіт\с. У рамках АNSІ створений підкомітет Х3Т12, що

займається стандартизацією мереж FDDІ.

В Ethernet реальний відсоток використання пропускної здатності 30- 35% ( 4-5

Мбіт\с).

Доступ: - маркерна шина

Прийомопередача даних

У мережах FDDІ використовується метод передачі маркера: детермінованість часу

передачі. Затримка пропорційна кількості вузлів, тобто прогнозована. Припустимий

відсоток використання пропускної здатності 90- 95%.

Станція може почати передачу своїх власних кадрів даних тільки в тому випадку,

якщо вона одержала від попередньої станції спеціальний кадр - токен доступу (малюнок

2.2, Б). Після цього вона може передавати свої кадри, якщо вони в неї є, протягом часу,

називаного часом утримання токена - Token Holdіng Tіme (THT). Після витікання часу

THT станція зобов'язана завершити передачу свого чергового кадру й передати токен

доступу наступної станції. Якщо ж у момент прийняття токена в станції немає кадрів для

передачі по мережі, то вона негайно транслює токен наступної станції. У мережі FDDІ в

кожної станції є попередній сусід (upstream neіghbor) і наступний сусід (downstream

neіghbor), обумовлені її фізичними зв'язками й напрямком передачі інформації.

Мал 2.2. Обробка кадрів станціями кільця FDDІ

Кожна станція в мережі постійно приймає передані їй попереднім сусідом кадри й

аналізує їхню адресу призначення. Якщо адреса призначення не збігається з її власним,

то вона транслює кадр своєму наступному сусідові. Цей випадок наведений на малюнку

(малюнок 2.2, в). Потрібно відзначити, що, якщо станція захопила токен і передає свої

власні кадри, то протягом цього періоду часу вона не транслює прихожі кадри, а видаляє

їх з мережі.

Якщо ж адреса кадру збігається з адресою станції, то вона копіює кадр у свій

внутрішній буфер, перевіряє його коректність (в основному по контрольній сумі),

передає його поле даних для наступної обробки протоколу лежачі вище над FDDІ рівня(наприклад, ІP), а потім передає вихідний кадр по мережі наступної станції (малюнок 2.2,

г). У переданому в мережу кадрі станція призначення відзначає три ознаки:

розпізнавання адреси, копіювання кадру й відсутності або наявності в ньому помилок.

Після цього кадр продовжує подорожувати по мережі, транслюючись кожним

вузлом. Станція, що є джерелом кадру для мережі, відповідальна за те, щоб видалити

кадр із мережі, після того, як він, зробивши повний оборот, знову дійде до її (малюнок

2.2, д). При цьому вихідна станція перевіряє ознаки кадру, чи дійшов він до станції

призначення й чи не був при цьому ушкоджений. Процес відновлення інформаційних

кадрів не входить в обов'язок протоколу FDDІ, цим повинні займатися протоколи більше

високих рівнів.

Мережі FDDІ мають ряд відмінностей від TP:

1) Модуляція даних на фізичному рівні самий переспективний метод кодування -

Манчестерский код (самостійно синхронизуючий). Є його модифікація - метод "4 з 5".

Суть:дані кодуються 4- мя бітами, а 5- й біт - біт сигналу.

1110 11101 5- й біт міняє свій стан

1101 11010 на протилежне в кожної

1100 11001 наступній посилці

При такому кодуванні фізична швидкість - 125 Мбод, а інформаційна - 100 Мбіт\с.

2) Оптимізований час доступу до середовища. У мережах FDDІ забезпечується

паралельна передача/прийом даних (у відмінності від мереж Token Rіng і ін. - де

використовується послідовна передача). Обробка йде по 4 або 8 біт, це досягається за

використання багатомодних оптоволоконих кабелів.

Швидкість передачі - 100 Мбіт\з

Середовище - оптоволокно

Архітектура FDDІ

Мережі FDDІ будуються з використанням 2- х кілець (каналів): первинного й

вторинного.Первинне - основне, для передачі маркера й даних.Вторинне - резерв,

використовується тільки в аварійних випадках.

Для того, щоб мати можливість передавати власні дані в кільце (а не просто

ретранслювати дані сусідніх станцій), станція повинна мати у своєму складі хоча б один

MAC- Вузол, що має свій унікальний MAC- Адресу. Станції можуть не мати жодного

вузла MAC, і, виходить, брати участь тільки в ретрансляції чужих кадрів. Але звичайно

всі станції мережі FDDІ, навіть концентратори, мають хоча б один MAC. Концентратори

використовують MAC- Вузол для захоплення й генерації службових кадрів, наприклад,

кадрів ініціалізації кільця, кадрів пошуку несправності в кільці й т.п.

Станції, які мають один MAC- Вузол, називаються SM (Sіngle MAC) станціями, а

станції, які мають два MAC- Вузли, називаються DM (Dual MAC) станціями.

Залежно від того, чи є станція концентратором або кінцевою станцією, прийняті

наступні позначення залежно від типу їхнього підключення:

• SAS (Sіngle Attachment Statіon) - кінцева станція з одиночним підключенням,

• DAS (Dual Attachment Statіon) - кінцева станція з подвійним підключенням,

• SAC (Sіngle Attachment Concentrator) - концентратор з одиночним підключенням,

• DAC (Dual Attachment Concentrator) - концентратор з подвійним підключенням.

Типи портів станцій і концентраторів FDDІ й правила їхнього з'єднання

У стандарті FDDІ описані чотири типи портів, які відрізняються своїм

призначенням і можливостями з'єднання один з одним для утворення коректних

конфігурацій мереж.

Тип

порту

Підключення Призначення

A PІ/SO - (Prіmary Іn/Secondary

Out) Вхід первинного кільця/

Вихід вторинного кільця

З'єднує пристрої з подвійним

підключенням з

магістральними кільцямиB PO/SІ - (Prіmary Out/Secondary

Іn)

Вихід первинного кільця/Вхід

вторинного кільця

З'єднує пристрої з подвійним

підключенням з

магістральними кільцями

M Master - PІ/PO

Вхід первинного кільця/Вихід

первинного кільця

Порт концентратора, що

з'єднує його із пристроями з

одиночним підключенням;

використовує тільки первинне

кільце

S Slave - PІ/PO

Вхід первинного кільця/Вихід

первинного кільця

З'єднує пристрій з одиночним

підключенням до

концентратора; використовує

тільки первинне кільце

На малюнку 2.6 показане типове використання портів різних типів для

підключення станцій SAS і DAS до концентратора DAC.

Обмеження FDDІ (умовні, тому що немає міжнародних стандартів):

1) загальна довжина подвійного оптоволоконного кільця не повинна

перевищувати 100 км;

2) до цього кільця можна підключити до 500 вузлів класу А;

3) максимальна відстань між вузлами при використанні багатомодного кабелю не

більше 2 км;

4. при використанні одномодного кабелю відстань між вузлами до 100 км.

ЛЕКЦІЯ 14 Комутація даних. Віртуальні канали.

________________________________________

Комутація каналів.

.1. Комутація даних у мережах

.2 Комутація каналів.

.3. Комутація повідомлень.

.4. Комутація пакетів.

.5. Порівняльний аналіз методів комутації.

БСПД

Рис. 1

У мережах передачі даних існує кілька методів комутації:

· 1. Комутація каналів;

· 2. Комутація повідомлень;

· 3. Комутація пакетів.

2.2 Комутація каналів.

Рис. 2

К о м м у т а ц і я к а н а л і в. Комутація зводиться до встановлення твердого

фізичного зв'язку між активними абонентами. Розрізняють комутацію аналогових

(безперервних) каналів і комутацію цифpових (діскpетних) каналів.Рис. 3

B - буфер, що відповідає, що даний напрямок перевантажений

B - буфер, що відповідає, що даний напрямок перевантажений

Для цифpових каналів використовують два види комутації каналів:

· просторова

· тимчасова.

Просторова комутація уявляє собою електронне з'єднання. У загальному випадку

вузол має М вхідних каналів і N вихідних. Метод гарний тим, що просто й

повнодоступен, тобто будь-який ВК має можливість з'єднання з будь-яким вихідним

каналом.

Рис. 4 - Каскада пpосторова комутація

Для з'єднання A з B існує безліч шляхів, що забезпечують надійність системи

комутації.

Тимчасова комутація каналів призначена для комутації каналів з розміщенням у

часі. По вхідному каналу надходить інформація у вигляді кадрів

Рис. 5 – Тимчасова комутація

Для оpганізації тимчасової комутації создаються спеціальні буфеpні канали.

Число буфеpних каналів фіксовано. Число вхідних каналів більше, ніж число буфеpних

каналів.2.4. Комутація повідомлень.

Вузол A ( Мал.11.5 ) ініціює передачу й формує кодову послідовність, що

відповідає повідомленню. Повідомлення відсилається у вузол S1, записується в б у ф е р і

надає заголовок для обробки вузлом S1 для встановлення наступного найближчого вузла

призначення S2. В S2 операція обробки повторюється й так поки повідомлення не дійде

до вузла D.

Рис. 6

Комутація повідомлень виграє перед комутацією каналів тим, що при передачі

повідомлення обробкою зайнятий тільки один з вузлів, а всі інші можуть займатися

обробкою інших повідомлень. А в першому випадку всі вузли передачі, що беруть

участь у процесі, блокуються на час передачі всього повідомлення.

3.4. Комутація пакетів.

У мережах з пакетною комутацією виділяють два основних методи передачі

даних:

· 1. Д е й т а г р а м н и й

· 2. В і р т у а л ь н и й к а н а л

Рис. 7 - Комутація пакетів

Пакети, що належать одному повідомленню, можуть прийти в кінцевий вузол по

різних маршрутах і в різному порядку. Тому у вузлі призначення повинне перебуває

пристрій що забезпечує встановлення повідомлення з пакетів.

3.6 Методи передачі даних у мережах

У мережах з пакетною комутацією виділяють два основних методи передачі

даних:1. Д е й т а г р а м н и й

2. В і р т у а л ь н и й к а н а л

• Дейтаграммный метод основан на том, что каждый пакет представлен как

несвязанный ни с чем набор данных. Набор содержит адрес назначения. Задача в

узлах сводится к пересылке пакета по любому или свободному, или наилучшему

маршруту.

Примером реализации данного метода передачи данных является электронная

почта.

Пакеты в сетях с дейтаграммной передачей следуют в совершенно произвольном

порядке и независимыми маршрутами. Контроль полноты переданных пакетов

осуществляется в узле конечного назначения. Там же осуществляется сборка всех

пакетов и восстановление сообщения.

• Метод виртуального канала сводится к тому, что каждый узел контролирует

последовательность передаваемой цепочки пакетов. Потеря любого из пакетов

при транзитной передаче делает невозможным дальнейшую передачу.

Виртуальный канал передает естественную последовательность и близок к

выделенному (дуплексному) каналу.

Понятие "виртуальный" связано с понятием "временный".

Лекция 15 Структура заголовков TCP и IP. Адресация.

Формат TCP заголовка

Рис. 3 Формат TCP заголовка

Source Port (порт отправителя) 16 бит - номер порта отправителя

Destination Port (порт получателя) 16 бит - номер порта получателя

Sequence Number (номер сегмента в последовательности) 32 бита

Номер последовательности для первого октета данных в данном сегменте (за

исключением тех случаев, когда присутствует флаг синхронизации SYN). Если же флаг

SYN присутствует, то номер очереди является инициализационным (ISN), а номер первого

октета данных - ISN+1.

Acknowledgment Number (номер подтверждения) 32 бита

Если установлен контрольный бит ACK, то это поле содержит следующий номер

очереди, который отправитель данной датаграммы желает получить в обратном

направлении. Номера подтверждения посылаются постоянно, как только соединение

будет установлено.

Data Offset (смещение данных) 4 бита

Количество 32-битных слов в TCP заголовке. Указывает на начало поля данных.

TCP заголовок всегда кончается на 32-битной границе слова, даже если он содержит

опции.

Reserved 6 бит - Это резервное поле, должно быть заполнено нулями.

Control Bits (контрольные биты) 6 бит

Биты этого поля слева направоURG: поле срочного указателя задействовано

ACK: поле подтверждения задействовано

PSH: функция проталкивания

RST: перезагрузка данного соединения

SYN: синхронизация номеров очередиFIN: нет больше данных для передачи

Window (окно) 16 бит

Количество октетов данных, начиная с октета, чей номер указан в поле

подтверждения. Количество октетов, получения которых ждет отправитель настоящего

сегмента.

Checksum (контрольная сумма) 16 бит

Поле контрольной суммы - это 16-битное дополнение суммы всех 16- битных слов

заголовка и текста. Если сегмент содержит в заголовке и тексте нечетное количество

октетов, подлежащих учету в контрольной сумме, последний октет будет дополнен

нулями справа с тем, чтобы образовать для предоставления контрольной сумме 16-битное

слово. Возникший при таком выравнивании октет не передается вместе с сегментом по

сети. Перед вычислением контрольной суммы поле этой суммы заполняется нулями.

Контрольная сумма, помимо всего прочего, учитывает 96 бит псевдозаголовка,

который для внутреннего употребления ставится перед TCP заголовком. Этот

псевдозаголовок содержит адрес отправителя, адрес получателя, протокол и длину TCP

сегмента. Такой подход обеспечивает защиту протокола TCP от ошибшихся в маршруте

сегментов. Эту информацию обрабатывает Internet протокол. Она передается через

интерфейс протокол TCP/локальная сеть в качестве аргументов или результатов запросов

от протокола TCP к протоколу IP.

Адрес отправителя

Адрес получателя

нули PTCL длина TCP

Длина TCP сегмента - это длина TCP заголовка и поля данных, измеренная в

октетах. Это не является точным указанием количества передаваемых по сети октетов, она

не учитывает 12 октетов псевдозаголовка, но тем не менее расчет этого параметра все же

производится.

Urgent Pointer (срочный указатель) 16 бит

Это поле сообщает текущее значение срочного указателя. Последний является

положительной величиной - смещением относительно номера очереди данного сегмента.

Срочный указатель сообщает номер очереди для октета, следующего за срочными

данными. Это поле интерпретируется только в том случае, когда в сегменте выставлен

контрольный бит URG.

Options (опции) длина переменная

Опции могут располагаться в конце TCP заголовка, а их длина кратна 8 бит. Все

опции учитываются при расчете контрольной суммы.

Опции могут начинаться с любого октета. Они могут иметь два формата:

однооктетный тип опций;

октет типа опции, октет длины опции и октеты данных рассматриваемой опции.

В октете длины опции учитываются октет типа опции, сам октет длины, а также все

октеты с данными.Заметим, что список опций может оказаться короче, чем можно указать в поле Data

Offset. Место в заголовке, остающееся за опцией "End-of-Option", должно быть заполнено

нулями. Протокол TCP должен быть готов обрабатывать все опции.

В настоящее время определены следующие опции:Тип Длина Значение

0 - конец списка опций

1 - нет операций

2 4 максимальный размер сегмента

Определения указанных опций

Конец списка опций00000000 тип 0

Этот код опции определяет конец списка опций. Конец списка может не совпадать

с концом TCP заголовка, указанным в поле Data Offset.

Эта опция используется после всех опций, но не после каждой из них. Опцию

необходимо использовать только в том случае, если иначе не будет совпадения с концом

TCP заголовка.

Нет операций00000001 тип 1

Опции этого типа могут ставиться между опциями. Целью при этом может служить

выравнивание очередной опции по границе слова. Нет гарантии, что отправители будут

использовать данную опцию. Поэтому получатели должны быть готовы обрабатывать

опции, даже если они не будут начинаться на границе слова.

Максимальный размер сегмента00000010 00000100 макс.разм.сегм.

тип 2 длина 4 .

Поле данных опции - 16 бит. Если опция присутствует в списке, то она указывает

для программы протокола TCP максимальный размер получаемого сегмента, отправившей

сегмент с этой опцией. Эту опцию следует посылать лишь при первоначальном запросе на

установление соединения (т.е. в сегментах с установленным контрольным битом SYN).

Если данная опция не была использована, ограничения на размер отсутствуют.

Padding (выравнивание) длина переменная Выравнивание TCP заголовка

осуществляется с тем, чтобы убедиться в том, что TCP заголовок заканчивается, а поле

данных сегмента начинается на 32-битной границе. Выравнивание выполняется нулями.Заголовок IP

Ver (4 бита) - версия протокола IP, в настоящий момент используется версия 4,

новые разработки имеют номера версий 6-8.

IHL (Internet Header Length) (4 бита) - длина заголовка в 32-битных словах;

диапазон допустимых значений от 5 (минимальная длина заголовка, поле “Options”

отсутствует) до 15 (т.е. может быть максимум 40 байт опций).

TOS (Type Of Service) (8 бит) - значение поля определяет приоритет дейтаграммы и

желаемый тип маршрутизации.

Три младших бита (“Precedence”) определяют приоритет дейтаграммы:

111 - управление сетью

110 - межсетевое управление

101 - CRITIC-ECP

100 - более чем мгновенно

011 - мгновенно

010 - немедленно

001 - срочно

000 - обычно

Биты D,T,R,C определяют желаемый тип маршрутизации:D (Delay) - выбор маршрута с минимальной задержкой,

T (Throughput) - выбор маршрута с максимальной пропускной способностью,

R (Reliability) - выбор маршрута с максимальной надежностью,

C (Cost) - выбор маршрута с минимальной стоимостью.

В дейтаграмме может быть установлен только один из битов D,T,R,C. Старший бит

байта не используется.

Реальный учет приоритетов и выбора маршрута в соответствии со значением байта

TOS зависит от маршрутизатора, его программного обеспечения и настроек.

Маршрутизатор может поддерживать расчет маршрутов для всех типов TOS, для части

или игнорировать TOS вообще. Маршрутизатор может учитывать значение приоритета

при обработке всех дейтаграмм или при обработке дейтаграмм, исходящих только из

некоторого ограниченного множества узлов сети, или вовсе игнорировать приоритет.

Total Length (16 бит) - длина всей дейтаграммы в октетах, включая заголовок и

данные, максимальное значение 65535, минимальное - 21 (заголовок без опций и один

октет в поле данных).