1.5.3 Передача маркера
Сигнал, называемый маркером, передается по сети от одного компьютера к другому, пока не достигнет компьютера, который хочет начать передачу данных. Этот компьютер захватывает управление маркером, добавляет данные к сигналу маркера и передает его обратно в сеть. Когда пакет проходит по сети, компьютеры, адреса которых не совпадают с адресом назначения, передают его дальше. Когда маркер и пакет достигают компьютера, адрес которого указан в заголовке, данные копируются, добавляет в маркер подтверждение об успешном приеме и передает маркер дальше по кругу. Компьютер, передавший эти данные, получает маркер с подтверждением, после чего или передает с ним еще один пакет, или освобождает маркер, т.е. передает дальше с отметкой, что он свободен.
Тема 2. Передача данных по сети
2.1 Передача данных по сети
Разбиение данных на небольшие управляемые блоки позволяет ускорить передачу и обеспечить практически одновременную передачу информации несколькими компьютерами. При этом компьютеры не тратят время на ожидание. Эти небольшие блоки называются пакетами (рисунок 5).
При разбиении данных на пакеты скорость их передачи возрастает настолько, что каждый компьютер в сети получает возможность принимать и передавать данные практически одновременно с остальными компьютерами.
|
Рисунок 5- разбиение данных на пакеты
|
Структура пакета
Любой пакет состоит из 3-х обязательных компонентов:
заголовка;
данных;
трейлера.
Заголовок содержит:
адрес источника, идентифицирующий компьютер – отправитель;
адрес местоназначения, идентифицирующий компьютер получатель;
инструкции сетевым компонентам о дальнейшем маршруте данных;
информация компьютеру-получателю о том, как объединить передаваемый пакет с остальными, чтобы получить данные в исходном виде.
Данные
Эта часть пакета – собственно передаваемые данные. В зависимости от типа сети её размер составляет от 512 байтов до 4(Кб).
Так как обычно размер исходных данных гораздо больше 4 Кб, для помещения в пакет их необходимо разбивать на мелкие блоки. При передаче объемного файла может потребоваться много пакетов.
Трейлер
Содержит информацию для проверки ошибок, обеспечивающую корректность передачи. Эта информация носит название циклический избыточный код (CRC). Это число, получаемое в результате математических преобразований над пакетом с исходной информацией. Когда пакет достигает местоназначения, эти преобразования повторяются. Если результат совпадает с CRC, – пакет принят без ошибок. В противном случае необходимо повторить передачу пакета, поскольку при передаче данные изменились.
2.2 Модель osi
В начале 80-х годов ряд международных организаций по стандартизации - ISO, ITU-T и некоторые другие - разработали модель, которая сыграла значительную роль в развитии сетей. Эта модель называется моделью взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI) или моделью OSI. Модель OSI определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.
Термин «открытая система» подчеркивает что, если какая-то система отвечает стандартам, принятым в данной концепции, то она будет открыта для взаимодействия с любой другой системой отвечающей этим же стандартам. Ярким примером открытой системы является международная сеть Internet, включающая в себя самое разнообразное оборудование и программное обеспечение огромного числа сетей.
В модели OSI (рис. 6) средства взаимодействия делятся на семь уровней. Каждый уровень модели OSI выполняет определенную задачу процесса коммуникации, а затем передает данные вверх или вниз на следующий уровень (в зависимости от того, передает или принимает компьютер данные). По мере прохождения данных по уровням, каждый уровень добавляет свою информацию в виде заголовков перед исходными данными. То есть, информация, которую надо переслать по сети, проходит сверху вниз все семь уровней и на каждом уровне компьютера-отправителя к блоку данных добавляется информация, предназначенная для соответствующего уровня компьютера-получателя. Когда пакет достигает места назначения, процесс повторяется в обратном порядке. Протокол каждого следующего уровня стека (теперь снизу вверх) обрабатывает и удаляет заголовок эквивалентного протокола передающей системы. Когда процесс завершен, исходный запрос достигает приложения, которому он предназначен, в том же виде, в каком он был сгенерирован.
Рассмотрим принцип взаимодействия двух компьютеров в рамках вышеприведенной модели.
Взаимодействие компьютеров в сети начинается с того, что приложение (программа пользователя) одного компьютера обращается к прикладному уровню другого компьютера, например, к файловой системе. Приложение первого компьютера формирует с помощью операционной системы сообщение стандартного формата, состоящее из заголовка и поля данных.
Заголовок содержит служебную информацию, которую необходимо предать через сеть прикладному уровню другого компьютера, чтобы сообщить ему, какую работу необходимо выполнить. Например, о размере файла и где он находится. Кроме этого в заголовке имеется информация для следующего нижнего уровня, чтобы он «знал», что делать с этим сообщением. В поле данных находится информация, которую необходимо поместить в найденный файл. Сформировав сообщение, прикладной уровень направляет его вниз представительному уровню. Прочитав заголовок, представительный уровень выполняет требуемые действия над сообщением и добавляет к сообщению собственную служебную информацию – заголовок представительного уровня, в котором содержаться указания для протоколов представительного уровня второго компьютера. Полученное в результате сообщение передается вниз сеансовому уровню, который в свою очередь добавляет свой заголовок и т.д. При достижении сообщением нижнего, физического уровня, у него имеется множество заголовков, добавленных на каждом предыдущем уровне (сообщение вложено внутрь, как в матрешку). В таком виде оно и передается по сети (Рис 7).
Второй компьютер принимает его на физическом уровне и последовательно перемещает его вверх с уровня на уровень. Каждый уровень анализирует и обрабатывает заголовок своего уровня, выполняя соответствующие этому уровню функции, а затем удаляет этот заголовок и передает сообщение дальше вышележащему уровню. Отметим, что сообщение может оканчиваться также некоторой служебной информацией – «концевиком». (Например, дополнительными контрольными разрядами).
Как видно из рисунка 6, информация, передающаяся в линию связи содержит большое количество служебных заголовков, которые по величине могут превосходить даже собственно данные. В результате взаимодействия протоколов всех уровней и их единому стандарту на прикладном уровне второго компьютера получаются данные, переданные первым компьютером.
Рисунок 6 – Взаимодействие компьютеров в сети