18 Сети fddi: физический уровень.

Сеть FDDI – это одна из новейших разработок стандартов локальных сетей. В отличие от других стандартных локальных сетей, стандарт FDDI изначально ориентировался на высокую скорость передачи (100 Мбит/с) и на применение наиболее перспективного оптоволоконного кабеля. Параметры базовых вариантов стандартных сетей: стандарт – ISO 9314; топология – кольцо; среда передачи – оптоволоконный кабель; скорость передачи – 100 Мбит/с; максимальная длина сети – 20 км; максимальное количество абонентов – до 1000; метод доступа – маркер; код – 4В/5В.

Рисунок 1 - конфигурация сети FDDI

Преимущества стандарта: допустимые размеры сети, гарантированное время доступа, отсутствие конфликтов при любом уровне нагрузки. За основу стандарта FDDI был взят метод маркерного доступа, предусмотренный международным стандартом IEEE 802.5 (Token-Ring). Несущественные отличия от этого стандарта определяются необходимостью обеспечить высокую скорость передачи информации на большие расстояния. К тому же маркерный метод доступа FDDI обеспечивает в отличие от CSMA/CD гарантированное время доступа и отсутствие конфликтов при любом уровне нагрузки. Стандарт FDDI для достижения высокой гибкости сети предусматривает включение в кольцо абонентов двух типов: 1. Абоненты класса А (подключаются к обоим (внутреннему и внешнему) кольцам сети. При этом реализуется возможность обмена со скоростью до 200 Мбит/с или резервирования кабеля сети (при повреждении основного кабеля используется резервный). Аппаратура этого класса применяется в самых критичных с точки зрения быстродействия частях сети) 2) Абоненты класса В (подключаются только к одному (внешнему) кольцу сети. Они более простые и дешевые, по сравнению с адаптерами класса А, но не имеют их возможностей. В сеть они могут включаться только через концентратор или обходной коммутатор, отключающий их в случае аварии.) Кроме собственно абонентов (компьютеров, терминалов и т.д.) в сети используются связные концентраторы, включение которых позволяет собрать в одно место все точки подключения с целью контроля работы сети, диагностики неисправностей и упрощения реконфигурации. В FDDI применяется так называемая множественная передача маркера (маркер передается абонентом сразу же после окончания передачи им пакета).

Рисунок 2 - Формат пакета для данного стандарта

Несмотря на очевидные преимущества FDDI данная сеть не получила широкого распространения, что связано главным образом с высокой стоимостью ее аппаратуры (порядка нескольких сот и даже тысяч долларов). Основная область применения FDDI сейчас – это базовые, опорные сети, объединяющие несколько сетей.

19 Одноранговая модель взаимодействия. Инкапсуляция данных.

Многоуровневая модель OSI исключает прямую связь между равными по положению уровнями, находящимися в разных системах. Задача каждого уровня - предоставление услуг вышележащему уровню, маскируя детали реализации этих услуг. При этом каждый уровень на одном компьютере работает так, будто он напрямую связан с таким же уровнем на другом компьютере. Эта логическая, или виртуальная, связь между одинаковыми уровнями показана на рисунке. Однако в действительности связь осуществляется между смежными уровнями одного компьютера - программное обеспечение, работающее на каждом уровне, реализует определенные сетевые функции в соответствии с набором протоколов. Перед подачей в сеть данные разбиваются на части. Пакет - это единица информации, передаваемая между устройствами сети как единое целое. Пакет проходит последовательно через все уровни программного обеспечения. На каждом уровне к пакету добавляется некоторая информация, форматирующая или адресная, которая необходима для успешной передачи данных по сети. На принимающей стороне пакет проходит через все уровни в обратном порядке. Программное обеспечение на каждом уровне читает информацию пакета, затем удаляет информацию, добавленную к пакету на этом же уровне отправляющей стороной, и передает пакет следующему уровню. Когда пакет дойдет до прикладного уровня, вся адресная информация будет удалена и данные примут свой первоначальный вид. Таким образом, за исключением самого нижнего уровня сетевой модели, никакой уровень не может непосредственно послать информацию соответствующему уровню другого компьютера. Информация на компьютере-отправителе должна пройти через все уровни. Затем она передается по сетевому кабелю накомпьютер-получатель и опять проходит сквозь все слои, пока не достигнет того же уровня, с которого она была послана на компьютере-отправителе. Например, если сетевой уровень передает информацию с компьютера А, она спускается через канальный и физический уровни в сетевой кабель, далее по нему попадает в компьютер Б, где поднимается через физический и канальный уровни и достигает сетевого уровня.

Инкапсуляция и деинкапсуляция.

Информация, передаваемая по сети, должна быть подвергнута процессу трансформации как на передающей стороне, так и на принимающей. Процессы трансформации называются инкапсуляция и деинкапсуляция. Инкапсуляция. Информация, передаваемая по сети, обычно называется данными или пакетами данных. Если один компьютер хочет отправить информацию другому компьютеру, данные для начала должны быть упакованы процессом, называемым инкапсуляция. Инкапсуляция добавляет к данным необходимую информацию протоколов перед передачей по сети. Когда данные переходят с одного уровня модели OSI на другой, каждый уровень добавляет к данным заголовок, перед тем, как отправить ниже, на следующий уровень. Заголовки и контейнеры содержат управляющую информацию для сетевых устройств и получателя, которая гарантирует правильную доставку данных и их интерпретацию. Шаг 1. Данные пересылаются из приложения пользователя на прикладной уровень модели OSI. Шаг 2. Прикладной уровень добавляет свой заголовок к данным и передаёт на представительский уровень. Шаг 3. Представительский уровень добавляет заголовок представительского уровня и передаёт данные сессионному уровню. Шаг 4. Сессионный уровень добавляет заголовок сессионного уровня и передаёт данные транспортному уровню. Шаг 5. Транспортный уровень добавляет свой заголовок к данным и передаёт их сетевому уровню. Шаг 6. Сетевой уровень добавляет свой заголовок и передаёт данные канальному уровню. Шаг 7. Канальный уровень добавляет заголовок и прицеп к данным. Прицеп второго уровня – последовательность проверки кадра(framechecksequence - FCS), который используется приёмником информации для контроля наличия ошибок, возникших при передаче. Эта информация передаётся физическому уровню. Шаг 8. Физический уровень отправляет биты данных в физическую среду сети. Пример: Отправка пакета через службу E-mail. Инкапсуляция очень похожа на отправку письма через E-mail. Первым делом информация помешается в письмо. Потом Вы приписываете адрес, на который Вы хотите отправить письмо, к контейнеру, содержащему информацию. Затем вы поместите письмо в очередь отправки службы E-mail и пакет начнёт свой путь к месту назначения.

Деинкапсуляция. Когда удалённое устройство принимает последовательность битов, физический уровень передаёт биты информации канальному уровню для обработки. Канальный уровень выполняет следующие шаги: Шаг 1. Канальный уровень проверяет прицеп FCS для контроля наличия ошибок. Шаг 2. Если ошибки были найдены, пакет будет отвергнут и канальный уровень может запросить повторной передачи данных.

Шаг 3. Если ошибки не были найдены, на канальном уровне происходит считывание и интерпретация заголовка канального уровня. Шаг 4. Канальный уровень удаляет из пакета заголовок и прицеп и отправляет оставшиеся данные сетевому уровню в соответствии с управляющей информацией из заголовка канального уровня. Этот процесс называется деинкапсуляция. Каждый последующий уровень повторяет эти же действия. Пример: Получениеписьма. Процесс деинкапсуляции схож с чтением адреса на письме, чтобы определить, Вам ли оно предназначено, и затем читаете содержимое, если да.

20 Сети Ethernet/IEEE 802.3: физический уровень, метод доступа к среде CSMA/CD.

Появилась в 1927 году, получила наибольшее распространение (более 90% рынка). Параметры базовых вариантов стандартных сетей: стандарт – IEEE 802.3; топология – шина; среда передачи – коаксиальный кабель; скорость передачи – 10 Мбит/с; максимальная длина сети – 5 км; максимальное количество абонентов – до 1024; длина сегмента сети – до 500 м; количество абонентов на одном сегменте – до 100; метод доступа – CSMA/CD; код – манчестер; передача узкополосная, то есть без модуляции (моноканал).

Рисунок 1 Классическая топология сети

В качестве сегмента может выступать классическая шина или единичный абонент. Для шины в сегменте используется коаксиальный кабель, а для лучей пассивной сети – витая пара и оптоволоконный кабель. Главное требование к сетям, чтобы не было замкнутых цепей, то есть петель. В сетях Fast Ethernet не предусмотрена физическая топология шина, а используется только пассивная звезда или дерево. Доступ к сети Ethernet осуществляется по случайному методу CSMA/CD, обеспечивающему равноправие абонентов. В сети используются пакеты переменной длины со структурой, представленной на рис. 2. (цифры показывают количество байт)

Рисунок 2 - Структура пакета сети Ethernet