3 Модель мережі і модель взаємодії процесів в мережі

Процес - абстракція, що породжується виконуваною програмою, споживаючою ресурси

системи. Поняття процесу ( активного, пасивного), топології і структур.

Функціонування системи представляється як сукупність взаємозв'язаних процесів.

Модель мережі - моделі взаємодії процесів в мережі.

Модель взаємодії процесів (сервісів) в межах однієї машини представлена на рис.1

Модель мережі як модель взаємодії апаратних засобів – топологічні структури, моделі

трафіків.

Модель мережі як модель взаємодії програмних засобів – функціональні структури.

Модель мережі як модель взаємодії сервісів – функціональні структури.Лекція 2. Відкрити системи. Модель взаємодії відкритих систем \ Саенко В.І.

08.03.2010 4

Рис.1 - Модель взаємодії процесів (сервісів) в межах однієї машини

Типи протоколів (відповідно з'єднання). При організації взаємодії можуть бути

використані два основні типи протоколів.

У протоколах зі встановленням з'єднання (connection-oriented network service, CONS)

перед обміном даними відправник і одержувач повинні спочатку встановити логічне з'єднання,

тобто домовитися про параметри процедури обміну, які діятимуть лише в рамках даного

з'єднання. Після завершення діалогу вони повинні розірвати це з'єднання. Коли встановлюється

нове з'єднання, переговорна процедура виконується заново. Телефон - це приклад взаємодії,

заснованої на встановленні з'єднання.

Друга група протоколів - протоколи без попереднього встановлення з'єднання

(connectionless network service, CLNS). Такі протоколи називаються також дейтаграммними

протоколами. Відправник просто передає повідомлення, коли воно готове. Опускання листа в

поштову скриньку - це приклад зв'язку без встановлення з'єднання.

The layer-n entity passes an interface data unit (IDU) to the layer- (n–1) entity. The IDU consists of a

protocol data unit (PDU) and some interface control information (ICI). The protocol data unit (PDU)

consists of a Data and Header (nH).Лекція 2. Відкрити системи. Модель взаємодії відкритих систем \ Саенко В.І.

08.03.2010 5

4 Інкапсуляція даних

2.1 Блокі даних, пакети і повідомлення

Після того, як по адресах встановили місце розташування комп'ютерних систем, може

бути вироблений обмін інформацією між двома або більш системами.

Формат даних - структура даних, визначувана числом, передаваній інформації і

способом її формування(вистави).

У літературі по об'єднаних мережах спостерігається непослідовність в найменуванні

логічно згрупованих блоків інформації, яка переміщається між комп'ютерними системами.

"блок даних", "пакет", "блок даних протоколу", "PDU", "сегмент", "повідомлення" -

використовуються всі ці і інші терміни, залежно від примхи тих, хто пише специфікації

протоколів.

Термін "блок даних" – кадр - (frame) позначає блок інформації, джерелом і пунктом

призначення якого є об''екти канального рівня, він характеризує одиницю інформації

канального рівня.

Термін "пакет" (packet) позначає блок інформації, в якого джерело і пункт призначення,

- об''екти мережевого рівня.

Термін « сегмент» « дейтаграмма», «пакет» - може бути використаний при позначенні

блоків даних на червертом рівні.

І нарешті, термін "повідомлення" (message) позначає інформаційний блок, в якого

об''екти джерела і місця призначення знаходяться вищим за мережевий рівень. Термін

"повідомлення" використовується також для позначення окремих інформаційних блоків нижчих

рівнів, які мають спеціальне, добре сформульоване призначення.Лекція 2. Відкрити системи. Модель взаємодії відкритих систем \ Саенко В.І.

08.03.2010 6

5 Концепція ISO. Модель OSI

Еталонна модель OSI, інколи звана стеком OSI є 7-рівневою мережевою ієрархією (мал.

1) розроблену Міжнародною організацією по стандартах (International Standardization

Organization - ISO). Ця модель містить в собі по суті 2 різних моделі:

• горизонтальну модель на базі протоколів, що забезпечує механізм взаємодії програм і

процесів на різних машинах

• вертикальну модель на основі послуг, що забезпечуються сусідніми рівнями один

одному на одній машині.

В горизонтальній моделі двом програмам потрібний загальний протокол для обміну

даними. У вертикальній - сусідні рівні обмінюються даними з використанням інтерфейсів API.

Основна модель - семирівнева.

Рівні Закінчена

система

Протоколи

рівнів

Закінчена

система

Основні функції рівнів Локальна

мережа

Прикладний

|¯|

|_|

<---------->

|¯|

|_|

Служби користувачів

Показний

|¯|

|_|

<---------->

|¯|

|_|

Перетворення

структурованих даних і

робота з ними.

Сеансовий

|¯|

|_|

<---------->

|¯|

|_|

Установка з’єднань,

координація та

синхронізація діалогу.

Транспортний

|¯|

|_|

<---------->

|¯|

|_|

Забезпечення незалежного

передавального середовища

транспортного сервісу між

закінченими системами

Функції

користувача

Мережевий

|¯|

|_|

<---------->

|¯|

|_|

Комутація та

маршрутизація в мережі

Маршрутизація

Різноманітні

класи

Канальний

|¯|

|_|

<---------->

|¯|

|_|

Управління передачею по

каналу. Контроль помилок,

що виникають із-за

фізичного середовища

передачі.

Виявлення та

виправлення

помилок

Інтерфейс

залежний від

фізичної середи

Пристрій для

передачі та

прийому

сигналів

Фізичний

|¯|

|_|

<---------->

|¯|

|_|

Представлення засобів

управління фізичними

з'єднаннями в каналі.

Пріємо-

передавач або

повторювач

Фізична середа для з’єднання систем

Функції рівней моделі OSI

Фізічний рівень

Відповідає за передачу потоку бітів у вигляді сигналів по фізичних каналах зв'язку, таких як

коаксіальний кабель, вита пара, оптоволоконний кабель або цифровий територіальний канал.

Функції фізичного рівня реалізуються на всіх пристроях, що підключені до мережі. З боку

комп'ютера функції фізичного рівня виконуються мережним адаптером або послідовнимЛекція 2. Відкрити системи. Модель взаємодії відкритих систем \ Саенко В.І.

08.03.2010 7

портом. Фізичний рівень не вдається в смисл інформації, яку він передає. Для нього ця

інформація являє собою однорідний потік бітів, котрі потрібно доставити без викривлень і у

відповідності із заданою тактовою частотою (інтервалом між сусідніми бітами).

Канальний рівень

В локальних мережах канальний рівень повинен забезпечувати послідовність потоку бітів у

вдповідному форматі (кадру) між будь-якими вузлами мережі. При цьому вважається, що

мережа має типову топологію, наприклад спільну шину, кільце, зірку або дерево (ієрархічну

зірку). Прикладами технологій локальних мереж, застосування котрих обмежено типовими

топологіями, є Ethernet, FDDI, Token Ring.

В глобальних мережах канальний рівень повинен забезпечувати доставку послідовність

потоку бітів у вдповідному форматі (кадру) тільки між двома сусідніми вузлами, що з'єднані

індивідуальною лінією зв'язку. Прикладами двохточкових протоколів (як часто називають такі

протоколи) можуть слугувати широко розповсюджені протоколи РРР і HDLC. На основі

двохточкових зв'язків можуть бути побудовані мережі із довільною топологією.

Однією з задач канального рівня є виявлення і корекція помилок. Для цього канальний рівень

фіксує межі кадру, поміщаючи спеціальну послідовність бітів у його початок і кінець, а потім

додає до кадру контрольну суму, яка називається також контрольною послідовністю кадру

(Frame Check Sequence, FCS). Контрольна сума обчислюється за деяким алгоритмом як функція

від усіх байтів кадру. За значенням FCS вузол призначення зможе визначити, чи були

викривлені дані кадру в процесі передачі по мережі.

Якщо в мережі використовуються розділювана середа, то перед тим як фізичний рівень почне

передавати дані, канальний рівень має перевірити доступність середи. Функції перевірки

доступності розділюваної середи іноді виділяють в окремий підрівень управління доступом до

середи (Media Access Control, MAC).

Мережний рівень

ФункціїЛекція 2. Відкрити системи. Модель взаємодії відкритих систем \ Саенко В.І.

08.03.2010 8

- зв'язати між собою мережі;

- доставка пакету до користувача;

- маршрутизація (пошук шліхів).

Дані, котрі необхідно передати через складену мережу, поступають на мережний рівень від

транспортного рівня, який лежить вище. Ці дані доповнюються заголовком мережного рівня.

Дані разом із заголовком утворюють пакет— так називається PDU мережного рівня. Заголовок

пакета мережного рівня має уніфікований формат, що не залежить від форматів кадрів

канального рівня тих мереж, котрі можуть входити в складену мережу, і несе поряд з іншою

службовою інформацією дані про адрес призначення цього пакета. Для того, щоб протоколи

мережного рівня могли доставляти пакети будь-якому вузлу складеної мережі, ці вузли повинні

мати адреси, унікальні в межах даної складеної мережі. Такі адреси називаються мережними

або глобальними

Транспортний рівень (transport layer)

забезпечує прикладним програмам або верхнім рівням стеку — прикладному, представлення і

сеансовому — передачу даних з тим ступенем надійності, якого вони потребують. Модель OSI

визначає п'ять класів транспортного сервісу: від нижчого класу 0 до вищого класу 4. Ці види

сервісу відрізняються якістю послуг, що надаються: терміновістю, можливістю встановлення

перерваного зв'язку, наявністю засобів мультиплексування декількох.

Вибір класу сервісу транспортного рівня визначається:

1. в якій степені задача забезпечення надійності вирішується самими прикладними

програмами і протоколами більш високих, ніж транспортний, рівнів.

2. надійністю системи транспортування даних в мережі, яка забезпечується рівнями,

розташован

Сеансовий рівень (session layer)

забезпечує управління взаємодією сторін: фіксує, яка із сторін є активною на даний момент, і

надає засоби синхронізації сеансу. Ці засоби дозволяють в ході довгих передач зберігати

інформацію про стан цих передач у вигляді контрольних точок, щоб на випадок відмови можно

було повернутись назад до останньої контрольної точки, а не починати все з початку. На

практиці лише деякі прикладні програми використовують сеансовий рівень, і він рідко

реалізується у вигляді окремих протоколів. Функції цього рівня часто об'єднують із функціями

прикладного рівня і реалізують в одному протоколі.

Рівень представлення (presentation layer)

забезпечує представлення інформації, що передається по мережі, не змінюючи при цьому її

змісту. Завдяки рівню представлення інформація, що передається прикладним рівнем однієї

системи, завжди «зрозуміла» прикладному рівню іншої системи. За допомогою засобів даного

рівня протоколи прикладних рівнів можуть здолати синтаксичні відмінності в представленні

даних або ж відмінності в кодах символів, наприклад кодів ASCII і ANSI, UNICODE.

Представлення символів в різних кодуваннях

ASCII ANSI

А 80-10- 00-00-00 С0 – 11-00-00-00

Б -81-10-00-00-01 С1- 11-00-00-01

В 82-10 000 010 С2- 11-00-00-10

На цьому рівні можуть виконуватися шифрування і дешифрування даних, завдяки яким

секретність обміну даними забезпечується одразу для всіх прикладних служб. ПрикладомЛекція 2. Відкрити системи. Модель взаємодії відкритих систем \ Саенко В.І.

08.03.2010 9

такого протоколу є протокол SSL (Secure Socket Layer — шар захищених сокетів), який

забезпечує секретний обмін повідомленнями для протоколів прикладного рівня стеку TCP/IP.

Прикладний рівень (application layer)

це, в дійсності, просто набір різноманітних протоколів, за допомогою котрих користувачі

мережі отримують доступ до розділюваних ресурсів, таких як файли, принтери або

гіпертекстові веб-сторінки, а також організовують свою спільну роботу, наприклад, по

протоколу електронної пошти. Одиниця даних, якою оперує прикладний рівень, звичайно

називається повідомленням.

Існує дуже велике різноманіття протоколів і відповідних служб прикладного рівня.

Найбільш розповсюджені реалізації мережних файлових служб:

• NFS і FTP у стеку TCP/IP

• SMB в Microsoft Windows

• NCP в операційній системі Novell NetWare.Лекція 2. Відкрити системи. Модель взаємодії відкритих систем \ Саенко В.І.

08.03.2010 10

6 Концепція IEEE

1. Розширення стандартів OSI: Розширення семирівневої моделі моделі: для канального

рівня додано два підрівні

Стандарти IEEE ( 802.1- 802.12) - замінені на 8802.1- 8802.12 ISO

802.1 Міжмережева взаємодія, введення (загальні положення для ЛВС),

управлыння мережею

802.2 Управління LLC, описує стандарт управління логічною ланкою даних

Datalink (рівні 3 і частково 2)

802.3 Багаторазовий доступ CSMA/CD, стандарт на мережі із загальним

випадковим доступом (близький до нього протокол Ethernet)

802.4 Локальна мережа Token Bus,- протокол маркерного доступу із загальною

шиною ( Arcnet )

802.5 Локальна мережа Token Ring, протокол кільцевої мережі

802.6 Середні і міські мережі MAN, кільцеві мережі з тактованим доступом. (

С.Р. Розширений стандарт протоколів для управління маршрутизаторами)

802.7 Консультативна технічна порада з широкосмуговою передачою даних

802.8 Консультативна технічна порада з волоконної оптики

802.9 Мережі для спільної передачі мови і даних

802.10 Мережевий захист

802.11, 16 Безпровідні мережі

802.12 Локальні мережі з пріоритетним доступом за запитом 100basevg- ANYLAN

802.хЛекція 2. Відкрити системи. Модель взаємодії відкритих систем \ Саенко В.І.

08.03.2010 11

7. Стекі протоколівЛекція 2. Відкрити системи. Модель взаємодії відкритих систем \ Саенко В.І.

08.03.2010 12

Лекція 4. Апратні компоненті комп’ютерних мереж\ Саенко В.І.

08.03.2010 1

ЛЕКЦІЯ 4

Апаратні компоненті комп’ютерних мереж.

Повторювачі, мультиплексори, концентратори, комутатори, роутери.

1. Класифікація компонентів мережі

2. Компоненти мереж: сервери, робочі станції, мережні адаптери

3. Компоненти розширення мереж

Основний пpактичний pезультат: які апаратні засоби існують і як їх використати в

реальній роботі

Основний теоретичний pезультат: принципи функціонування апаратних компонентів

мережі

1 Класифікація компонентів мереж

Типовий склад устаткування локальної мережі

Фрагмент обчислювальної мережі (мал. 1 Додатка) включає основні типи комунікаційного

встаткування, застосовуваного сьогодні для утворення локальних мереж і з'єднання їх через

глобальні зв'язки один з одним.

Для побудови локальних зв'язків між комп'ютерами використаються:

· різні види кабельних систем;

· мережні адаптери;

· концентратори-повторювачі, Repeater, Hub ;

· мости - Bridge;

· комутатори - Switch;

· маршрутизатори - Router.

· Шлюзи – Gateway.

(Кабельні системи, аксесуари, адаптери, концентратори, комутатори, робочі станції,

мережні комп'ютери, сервери, кластери).

Для підключення локальних мереж до глобальних зв'язків використаються спеціальні

виходи (WAN-порти) мостів і маршрутизаторів, а також апаратури передачі даних по довгих

лініях:

· модеми (при роботі з аналогових ліній);

· пристрою підключення до цифрових каналів (TA - термінальні адаптери мереж

ІSDN, пристрою обслуговування цифрових виділених каналів типу CSU/DSU і т.п.).Лекція 4. Апратні компоненті комп’ютерних мереж\ Саенко В.І.

08.03.2010 2

Рис. 1 - Структура магістралі учрежденческой корпоративної мережі

Рис. 2 - Схема логічна. Модель OSІ для мережного встаткування.Лекція 4. Апратні компоненті комп’ютерних мереж\ Саенко В.І.

08.03.2010 3

Рис. 3 - Схема логічна. Компоненті комп’ютерної мережі

Сегменти. Відрізки кабелю, що з'єднують два комп'ютери або які або два інших

мережних пристрої називаються фізичними сегментам.

Всі ЛВС мають два обмеження: відстань і число робочих станцій на одному сегменті,

тому що реальна топологія мережі тісно пов'язана з можливістю прокладки кабелю в

приміщенні.

Станції з'єднуються в рамках сегментів. Концентратори утворять із окремих фізичних

відрізків кабелю загальне середовище передачі даних - логічний сегмент. Логічний сегмент

також називають доменом колізій, оскільки при спробі одночасної передачі даних будь-яких

двох комп'ютерів цього сегмента, хоча б і приналежним різним фізичним сегментам, виникає

блокування передавального середовища.

Repeater - для мережі EtherNet, A-Hub - для мережі ARCnet, тобто активний підсилювач

Repeater зв'язує активні станції на першому (фізичному) рівні. Основна функція повторювача

(repeater), як це треба з його назви - повторення сигналів, що надходять на один з його портів,

на всіх інших портах (Ethernet) або на наступному в логічному кільці порту (Token Rіng,

FDDІ) синхронно із сигналами-оригіналами. Повторювач поліпшує електричні

характеристики сигналів й їхня синхронність, і за рахунок цього з'являється можливість

збільшувати загальну довжину кабелю між самими вилученими в мережі станціями, при

цьому він підсилює сигнал, не міняючи його формату.Подальше розширення сегментів

визначається тривалістю тайм-ауту.

Рис.4 -Схема з'єднання повторювачаЛекція 4. Апратні компоненті комп’ютерних мереж\ Саенко В.І.

08.03.2010 4

Многопортовый повторювач називають концентратором (hub, concentrator), що

відображає той факт, що даний пристрій реалізує не тільки функцію повторення сигналів, але

й концентрує в одному центральному пристрої функції об'єднання комп'ютерів у мережу.

Міст (brіdge), а також його швидкодіючий функціональний аналог - комутатор

(swіtchіng hub), ділить загальне середовище передачі даних на логічні сегменти. Міст

забезпечує з'єднання локальних станцій по канальному рівні протоколу. Логічний сегмент

утвориться шляхом об'єднання декількох фізичних сегментів (відрізків кабелю) за допомогою

одного або декількох концентраторів. Кожен логічний сегмент підключається до окремого

порту моста/комутатора (мал. 8). При надходженні кадру на який-небудь із портів

міст/комутатор повторює цей кадр, але не на всіх портах, як це робить концентратор, а тільки

на тім порту, до якого підключений сегмент, що містить комп'ютер-адресат. Різниця між

мостом і комутатором полягає в тому, що міст у кожен момент часу може здійснювати

передачу кадрів тільки між однією парою портів, а комутатор одночасно підтримує потоки

даних між всіма своїми портами. Дозволяє зв'язати 2 сегменти так, що всі повідомлення,

призначені для одного локального сегмента, залишаються усередині цього сегмента. Через

міст проходить тільки повідомлення, адресоване іншим сегментам. Кожний із сегментів може

розглядатися як ЛВС, і мати своя мережна адреса й свій файл-сервер. Сьогодні використають

тільки комутатори, а мости не використають взагалі.

Рис. 5.- Поділ мережі комутаторами на логічні сегменти

Харатктеристикой комутатора є його продуктивність. Для того, щоб охарактеризувати її

використаються кілька параметрів:

1. Швидкість передачі між портами

2. Загальна пропускна здатність

3. ЗатримкаЛекція 4. Апратні компоненті комп’ютерних мереж\ Саенко В.І.

08.03.2010 5

Маршрутизатор (router) дозволяє організовувати в мережі надлишкові зв'язки, що

утворять петлі. Він справляється із цим завданням за рахунок того, що ухвалює рішення щодо

передачі пакетів на підставі більше повної інформації про графа зв'язків у мережі, чим міст

або комутатор.

У відмінності від моста/комутатора, що не знає, як зв'язані сегменти один з одним за

межами його портів, маршрутизатор бачить всю картину зв'язків подсетей один з одним

(протоколи RІ, OSPF, NLSP), тому він може вибрати правильний маршрут і при наявності

декількох альтернативних маршрутів. Рішення про вибір того або іншого маршруту

приймається кожним маршрутизатором, через який проходить повідомлення

M1, M2, ... , M7 - маршрутизатори

LAN1, LAN2, LAN3, WAN4, WAN5, LAN6 - унікальні номери мереж у єдиному форматі

L1, L2, ... - локальні номери вузлів (дублюються, різний формат)

Для підвищення продуктивності маршрутизаттора їх виконують як самостійні автономні

пристрої, виконані на базі технологій комутаторів. Такі маршрутизатори називають

комутаторами 3 рівні (Swіtch Level 3).

Шлюз (GATEway) забезпечує прозорість мереж по протоколах. Він здійснює

перетворення мережних протоколів. Обробка пакетів іде не нижче, ніж на транспортному

рівні. До таких з можна віднести: ІPX в X.25, ІPX в TCP/ІP, ІPX в X.400. Шлюз забезпечує

з'єднання різнорідних мереж. Шлюз не є самостійним апаратним пристроєм, а будується на

основі потужної комп'ютерної станції і являє собою транслятор протоколів верхнього рівня.Лекція 4. Апратні компоненті комп’ютерних мереж\ Саенко В.І.

08.03.2010 6

Лекція 5. Визначення продуктивності мережі\ Саенко В.І

Лекція 5.

5 ВИЗНАЧЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ МЕРЕЖІ

5.1 Кадры Ethernet

Для Ethernet кадр має фіксовані поля. Структура кадру наведена на рис.

1.3, 1.4. Для технологій 10Base-s (2, Т), 100Base-s (ТX, FX ) відома трівалість

одного біту, тому заранее можна сказати о трівалості передачі кадру рис. 5.1.

След пам’ятати, якщо кадри передаються потоком, то між ними всегда

задається міжкадровий інтервал рис. 5.1.

.

Рис.5.1 – Структура кадру Ethernet

Існують різні типи кадрів (рис. 5.2). Це відображається на розмірі

службових блоків та розмірі інформаційного поля.Лекція 5. Визначення продуктивності мережі\ Саенко В.І

Рис. 5.2 – Структура різних типів кадрів Ethernet

5.2 Довідкові дані для комп'ютерної мережі і мережних протоколів

1). Протокол IEE802.3.

Структура кадру:

Преамбула - 8Б. Службова інформація (адреса і команди) - 14 Б

Контрольна сума - 4Б. Мінімально припустимий розмір кадру - 46 Б.

Максимально припустимий розмір кадру - 1500 Б

Таким чином, загальна службова інформація - 26 Б.

Час міжкадрового інтервалу - tF=9.6 мкс для 10Base-x відповідно для

100Base-x маємо t F =0.96 мкс.

2). Протокол ТСР.

Заголовок LTCP=24 Байт

Дані - (згідно MTU), але рекомендовано 512 Байт. Всього 536 Байт

Припустимий максимальний розмір дейтаграми = 65535 Байт.

Підтвердження посилається на кожен другий сегмент.

Таймер відкладеного підтвердження - 200 мс

Розмір вікна - 16КБ.

Якщо розірвано з'єднання, то повторний запит здійснюється через 0.5 с,

а згодом через 1 с. За замовчуванням повторне з'єднання - через 3 сек.Лекція 5. Визначення продуктивності мережі\ Саенко В.І

Якщо сегмент загублений, то він повторюється кожні 200 мс, поки не

наступить час таймера. Число повторних посилок -5. Число повторних

з'єднань - 2. Перевірка наявності з'єднання KeepAlive - 1 сек, якщо немає

підтвердження. Це створює шум у мережі.

Як зв'язані пропускна спроможність і розмір вікна? Пропускна

спроможність ніколи не перевищує розмір вікна поділений на RTT (час

обміну даними)

Доцільно розмір вікна роблять не менш <пропускна

спроможність>*<час обміну>. Це дозволяє більш продуктивно заповнювати

канал.

3). Протокол UDP.

Заголовок LUDP=8 Байт (64 біт).

Дані - (згідно MTU), але рекомендовано 512 Байт. Усього - 512+8=520 Б.

Припустимий максимальний розмір дейтаграми = 65535 Байт.

4). Протокол IP.

Рекомендовані і прийняті за замовчуванням розміри дейтаграми:

Заголовок LIP=24 Байт, дані - 512 Байт, всього 536 Байт

Коефіцієнт корисності (512\536)=0.955

Припустимий максимальний розмір дейтаграми = 65535 Байт.

5). Протокол ARP.

Заголовок LARP=40 Байт

6). Протокол РРР.

Заголовок LРРР=64 біт або 80 біт (для 32-х бітових CRC) (8-10 Байт)

Дані - 1500 Байт, всього 1510 Байт.

Коефіцієнт корисності (1500\1510)=0.993

7) Протоколи NetWare.

Операційна система під керуванням NetWare 3.x,4.x використовує

протоколи стека IPX\SPX. Стек протоколу виглядає так Ethernet -IPX- NCP,

Відповідно заголовки рівні L(Ethernet)=26B, L(IPX)=30B,L(NCP)=20B.

Квитанція - це стислий пакет, формований протоколом NCP, рівний 10 Б.Лекція 5. Визначення продуктивності мережі\ Саенко В.І

5.3. Основні параметри, що характеризують якість і ефективність

роботи мережі і протоколів

Уся множина параметрів, що характеризують якість і ефективність

роботи мережі може бути розділена на дві групи:

а) параметри, що характеризують продуктивність;

б) параметри, що характеризують показники часу.

Продуктивність мережі виміряється за допомогою показників

пропускної здатності, що відображають кількість інформації, переданою

мережею в одиницю часу. Виміряються в кадр\сек (fps - frame per second),

пакет у сек (П\с, pps - packets per second), біт або Байт у сек (б\с, Б\с, bps,

Bps), транзакцій у сек (tps).

Параметри, що характеризують показники часу - параметри, що

оцінюють затримку, внесену мережею при виконанні обміну даними.

Виміряються в сек, мсек, мксек (s, ms, mks).

У залежності від способу виміру пропускної здатності протоколу її

розрізнюють на:

а) номінальну;

б) ефективну;

в) реальну.

Під номінальною пропускною спроможностю (Сn) звичайно

розуміється бітова швидкість передачі даних, підтримувана на інтервалі

передачі одного пакета.

Ефективна пропускна спроможність (Сe) протоколу - це максимальна

інформаційна швидкість передачі даних користувача, тобто даних, що

утримуються у полі даних кожного пакета. У загальному випадку ефективна

пропускна спроможність протоколу буде нижче номінальної через наявність

у пакеті службової інформації, а також через паузи між передачею окремих

пакетів.

Реальна загальна пропускна спроможність мережі (Сr) - середня

кількість інформації, переданої між різними парами вузлів мережі в одиницю

часу на заданому тимчасовому інтервалі.

Швидкість технічна (Rt)- кількість фізичних біт які можуть бути

передани за одиницю часу. Вимірюється у бодах.

Швидкість інформаційна (Ri) - кількість корисної інформації, передана

за одиницю часу (без службової інформації). Вимірюється в біт\с.

У загальному випадку пропускна спроможність - це максимально

припустима швидкість передачі даних Сr= maxq Riq.

Швидкість передачі даних на канальному рівні залежить також від

довжини інформаційного поля. Для найгірших умов довжина інформаційного

поля кадру дорівнює 46 Б, для найкращих умов - 1500 Б.Лекція 5. Визначення продуктивності мережі\ Саенко В.І

5.3 Розрахунок пропускної здатності

Для розрахунку пропускної здатності потрібно знати довжину кадру,

вона обчислюється як Lk=Lh+Lо, Lh - довжина службових полів, Lо - довжина

інформаційного поля.

Час передачі кадру можна розрахувати по формулі Tk=t0*Lk, де t0 -

тривалість одного біта.

Загальний час передачі кадру враховує час межкадрового інтервалу tF.

Tt= Tk +tF.

Ефективна пропускна спроможність буде дорівнювати Ce=(Lo*8)\Tt

[біт\сек],

або Cef=1\Tt [fps].

Утилізація, як ступень використання можливості каналу розраховується як

he= (Сe \ Сn).Лекція 5. Визначення продуктивності мережі\ Саенко В.І

1. Нехай передаються дані в мережі архітектури 10BASE-2. Чому

дорівнює ефективна пропускна спроможність при найкращому режимі

передачі і при найгіршому режимі передачі?

Розв’язання.

А) Додаткова інформація.

Якщо задано архітектуру мережі, то номінальна пропускна

спроможність дорівнює 10 Мб\с.

Отже час передачі одного біта дорівнює t0=1\107

=0.1 мкс.

Відповідно до довідкових даних кадр має таку структуру:

Преамбула – 8Б. Службова інформація (адреса і команди) – 14 Б.

Контрольна сума – 4Б. Мінімально припустимий розмір кадру – 46 Б.

Максимально припустимий розмір кадру – 1500 Б.Таким чином,

загальна службова інформація – 26 Б. Час міжкадрового інтервалу – tf=9.6

мкс.

Б) Нехай у мережі найкращі умови, тоді вся інформація передається

розміром 1500Б.

Кадр матиме розмір Lk=26+1500=1526Б=12208 б.

Час передачі цього кадру Tk=t0*Lk=0.1*12208=1220,8 mks.

Загальний час передачі кадру враховує час міжкадрового інтервалу

Tt= Tk +9,6=1220,8 +9.6=1230,4 mks

Ефективна пропускна спроможність дорівнюватиме

Ce=(Lo*8)\Tt=1500*8\1230,4=9,75 Mbps, Cef=1\Tt=1\1230,4=812 fps

Краще, ніж цей результат, одержати в мережі не вдасться ніколи.

В) Нехай у мережі найгірші умови, тоді вся інформація передається

розміром 46Б.

Кадр буде матиме розмір Lk=26+46=72Б=576 б.

Час передачі цього кадру Tk= t0*Lk=0.1*576=57,6 mks.

Загальний час передачі кадру враховує час міжкадрового інтервалу

Tt= Tk +9,6=57,6 +9.6=67,2 mks.

Ефективна пропускна спроможність дорівнюватиме

Ce=(Lo*8)\Tt=46*8\67,2=5,48 Mbps, Cef=1\Tt=106

\67,2=14880 fps.Лекція 5. Визначення продуктивності мережі\ Саенко В.І