Реферат: Технологии создания сетей
данных (PDU - Protocol Data Unit). При рассмотрении структуры PDU точный
битовый порядок полей не конкретизируется, внимание уделяется семантике
полей. В следующих подразделах обсуждаются функции и услуги, обеспечиваемые
элементами PDU.
Аналогично всем другим канальным протоколам стандарт 802.2 предназначен для
обслуживания протоколов Сетевого уровня. Канальные услуги предоставляются
в так называемых сервисных точках доступа (SAP - Service Access Points).
Точки доступа подобны "почтовым ящикам". Протоколы сетевого уровня и
собственно LLC имеют доступ к этим "почтовым ящикам" и соответственно могут
осуществлять передачу сообщений друг другу. Подобно "почтовому ящику" каждая
точка доступа имеет некоторый адрес. В случае LLC точки доступа уникально
идентифицируют процессы сетевого уровня. Для процессов сетевого уровня точки
доступа являются местами, в которых обеспечивается требуемый набор услуг по
передаче сообщений.
[КС 17-3]
[5]Первым полем 802.2 PDU является DSAP (Destination Service Access Point,
Целевая Сервисная точка доступа). В DSAP указывается адрес целевого процесса
Сетевого уровня (процесса-приемника). Аналогично во втором поле PDU,
называемом SSAP (Source Service Access Point, Сервисная точка доступа
инициатора передачи), содержится адрес передающего процесса Сетевого уровня.
Оба поля имеют размер в 1 байт, а назначение адресов определено стандартами
IEEE. В полях SSAP и DSAP семь битов отведены под представление адреса, а
восьмой - для управления. В поле DSAP восьмой бит использутся для указания
типа адреса: групповой или индивидуальный. В SSAP бит управления
специфицирует содержимое PDU: запрос или ответ. В LLC эти биты используются
для определения алгоритма обработки поля управления PDU.
Поле Управления содержит один или два байта в зависимости от того, какая
услуга исполняется для данного PDU. Структура поля управления также зависит
от типа запрашиваемой услуги.
Четвертым полем, которого может и не быть, является информационное поле, в
котором переносится информация более высоких уровней.
В полях управления и информации указываются команды, которые определяют
выполняемые LLC функции. Функции LLC рассматриваются в последующих
подразделах. Рассматриваются также типы и классы выполняемых соединений, но
примитивы специальных услуг не приводятся.
[1]Защита от ошибок
[5]Защита от ошибок в LLC не имеет форму подсчета контрольной суммы или
определения паритета. В таком виде эта функция выполняется на подуровне MAC,
и предназначается для защиты LLC подуровня от искаженных пакетов. В рамках
LLC функция защиты от ошибок заключается в обеспечении целостности сквозной
передачи данных между двумя взаимодействующими станциями.
Например, запрос на установление канала может быть отклонен из-за того, что
запрашивающая сторона не располагает определенными правами. При этом
формируется PDU с целью оповестить Сетевой уровень о том, что соединение
не установлено с указанием соответствующей причины.
Другой пример функции защиты от ошибок - это обеспечение переустановки
соединения. Если канальное соединение по какой-либо причине прерывается
(напрмер, из-за повышенного уровня шумов в среде передачи данных), то может
быть сформирован и передан специальный PDU, который установит соединение в
некоторое начальное состояние. При этом часть данных, находящихся в стадии
передачи в момент переустановки, может быть потеряна. Потеря данных
фиксируется и исправляется соответствующим высокоуровневым протоколом.
[КС 17-4]
[1]Управление потоком.
[5]Подобно другим канальным протоколам в LLC принимаются меры, предотвращающие
ситуации, когда передатчик переполняет приемник данными. Применяются два
метода. В первом, называемом старт-стоповым (stop-and-wait), передатчику
запрещается передавать очередной кадр до тех пор, пока не будет получено от
приемника положительное подтверждение на предыдущий кадр. Этот метод
обеспечивает хорошую устойчивую передачу данных. Однако из-за того, что
всякий раз в передаче находится только один PDU, старт-стоповая передача не
обладает достаточной эффективностью. Второй метод, называемый "метод передачи
в окне" (sliding window), разрешает проблему эффективности. Метод передачи в
окне (рассматриваемый в разделе 24) позволяет передатчику передавать большое
число PDU, не дожидаясь подтверждения на каждый PDU. Разрещенное число
передаваемых без подтверждения PDU определяются размером окна. Например,
если размер окна 5, то передатчик передает 5 PDU, но затем должен ожидать
подтверждение приема прежде, чем продолжить передачу. Приемник при этом в
одном подтверждении может подтвердить прием более одного PDU. Протоколы,
реализующие метод окна, являются полнодуплексными.
[КС 17-5]
[ Типы услуг LLC ]
[ Тип 1 ]
[ Тип 2 ]
[ Тип 3 ]
[ к рис. на стр. 17-6 (в поле рисунка)]
[1]Типы и классы
[5]LLC протокол обеспечивает исполнение трех типов услуг, каждый из которых,
как минимум, позволяет вести передачу и прием данных. Ниже рассматриваются
эти типы услуг, их некоторые свойства и ограничения.
Тип 1 - Услуга неподтверждаемой передачи данных без установления соединения.
Данная услуга не поддерживает механизмы подтверждения передачи данных. Из-за
отсутствия накладных расходов на установление соединения и подтверждение
передачи данных услуга обеспечивает наиболее высокую скорость передачи. По
этим же причинам она является наименее сложной в реализации. Но с другой
стороны услуга Типа 1 ненадежна. Несмотря на этот недостаток, Тип 1
применяется довольно широко совместно с использованием надежных транспортных
протоколов, для которых не требуется высокая надежность звеньев (каналов
передачи данных).
Тип 2 - Услуга, ориентированная на соединение. Для обмена данными между
передатчиком и приемником устанавливается соединение Канального уровня. После
установления соединения осуществляется передача данных до тех пор, пока одна
из сторон не завершит соединение. В ходе передачи данных применяется
подтверждение доставки данных, а также используется управление потоком по
методу окна.
Тип 3 - Услуга подтверждаемой передачи данных без установления соединения.
Данная услуга предусматривает подтверждение доставки индивидуальных кадров
старт-стоповым методом без расходов, связанных с установлением
соединения. Тип 3 - это компромисс между первыми двумя типами передачи данных.
Данный тип услуги, в частности, является полезным для использования в контурах
автоматизированного управления предприятием, где один центральный процессор
взаимодействует с большим количеством периферийных устройств, имеющих
ограниченный обьем памяти. Подтверждения позволяют осуществить оповещение
высокоуровневых программных процессов о возникновении каких-либо критических
ситуаций. Отсутствует контекстная информация (т.к. нет логических соединений
между приемниками и передатчиками), что экономит память устройств.
[5]Отдельные станции могут поддерживать более одного типа услуг. Классы услуг
указывают возможные комбинации из трех типов. Класс 1 - обеспечение только
услуги Типа 1. Класс 2 - Тип 1 и Тип 2. Класс 3 - Тип 1 и Тип 3. Класс 4 -
обеспечение всех трех типов услуг.
Классы LLC услуг
I II III IV
-------------------------
1 | X | X | X | X |
Типы |-----|-----|-----|-----|
LLC 2 | | X | | X |
услуг |-----|-----|-----|-----|
3 | | | X | X |
-------------------------
Рис. 17-1. Классы LLC услуг
[5]Все протоколы LLC независимо от класса поддерживают услуги 1-го типа. Этот
прием обеспечивает общий знаменатель, позволяющий всем станциям осуществлять
взаимосвязь на основе услуг 1-го типа.
[1]Итоги
[5]IEEE 802.2 является основным протоколом Канального уровня, используемым
для локальных сетей. IEEE 802.2 освещает вопросы, относящиеся к компетенции
верхнего подуровня Канального уровня: контроль ошибок, управление потоком
данных, установление логических соединений. IEEE 802.2 определяет различные
услуги для высокоуровневых протоколов. Различным услугам соответствует
различный уровень надежности передачи данных.
[КС 17-7]
[1]Упражнение 17
[5]1. Услуги 1-го типа ненадежны. Почему же они являются наиболее применяемыми
по сравнению с другими услугами LLC?
2. Какое место в Модели OSI занимает стандарт LLC? Какие функции OSI, обычно
выполняемые этим уровнем, выведены из LLC для реализации в других протоколах?
3. Сравните старт-стоповый метод управления потоком и метод окна.
[КС 17-8]
[ IEEE 802.3 и Ethernet ]
[0]Раздел 18 [2] IEEE 802.3 и Ethernet
[1]Цели
[5]В результате изучения данного раздела вы сможете:
1. Определять характеристики IEEE 802.3 и основные услуги, обеспечиваемые
протоколом;
2. Определять формат кадра IEEE 802.3 и указывать функции его полей;
3. Определять основные различия между IEEE 802.3 и Ethernet.
[1]Введение
[5]Разработка Ethernet была инициирована корпорацией Xerox в середине 70-х
годов. Ethernet представляет собой архитектуру локальных сетей, которая
характеризуется простым, с малыми накладными расходами методом доступа к
среде передачи данных. Первая версия спецификации Ethernet была реализована
совместными усилиями корпорации Digital Equipment, корпорации Intel и
корпорации Xerox в 1980 году. Вторая версия Ethernet, реализованная теми же
компаниями, была опубликована спустя два года. Тремя годами позже в рамках
IEEE был подготовлен первый вариант спецификации 802.3.
[КС 18-1]
[ IEEE 802.3, Ethernet и OSI ]
[ Эталонная ]
[ Модель ]
[ 802.1 Создание интерсетей ] [ Сетевой ]
[ 802.2 Управление логическим звеном ] [ Канальный ]
[ 802.3 ] [ 802.4 ] [802.5 ] [802.6 ]
[Доступ к ] [Доступ к] [Доступ к] [Доступ к]
[ среде ] [ среде ] [ среде ] [ среде ]
[ Физический ]
[ 802.3 ] [ 802.4 ] [802.5 ] [802.6 ]
[Физический][Физический][Физический][Физический]
[ к рис. на стр. 18-2 ( в поле рисунка) ]
[1] Обзор IEEE 802.3 и Ethernet
[5]Спецификация IEEE 802.3 основывается на спецификации Ethernet, но
обеспечивает множество вариантов реализации функций Физического уровня. Кроме
этого, в составе пакета протоколов IEEE существует стандарт 802.2 (см. раздел
17), специфицирующий услуги Канального уровня. Термин Ethernet часто
используют применительно ко всем ЛС с методом доступа CSMA/CD. В данном
разделе обсуждается стандарт IEEE 802.3 и рассматриваются различия между
IEEE 803.3 и Ethernet.
[КС 18-2]
[ Возникновение и фиксация ]
[ коллизии ]
[ сетевая среда ]
[ станция ] [ станция ]
[ А начинает передачу ]
[ В начинает передачу ]
[ В фиксирует коллизию и передает сигнал "забоя" ]
[ А фиксирует коллизию только в конце передачи ]
[ к рис. на стр. 18-3 (в поле рисунка) ]
[1]IEEE 802.3 Метод доступа CSMA/CD
[5]Метод доступа CSMA/CD используется и в Ethernet, и в стандарте IEEE 802.3.
Алгоритм работы CSMA/CD следующий. Прежде, чем передать станция проверяет
(прослушивает) канал. Если канал свободен, станция начинает передачу,
осуществляя при этом проверку на предмет возникновения коллизии. Если же
канал занят, станция продолжает проверять канал. Когда канал освободится
(закончится текущая передача), станция начинает передавать, выполняя проверку
на предмет возникновения коллизии.
Если в ходе передачи фиксируется возникновение коллизии, станция прекращает
передачу данных и выдает в сетевую среду сигнал "забоя". Сигнал "забоя"
представляет собой 32-48 битовую последовательность, имеющую любое значение
отличное от значения 32 битового CRC (контрольной суммы) частично переданного
кадра. Сигнал "забоя" гарантирует, что все сетевые станции, ведущие передачу,
приведшую к возникновению коллизии, обнаружат и зафиксируют ее. После фиксации
коллизии станция выполняет переход (back off) в некоторое исходное состояние,
в котором она находится какое-то произвольное количество времени (таким
образом выполняется задержка, для каждой станции своя) перед тем, как
выполнить повторную попытку передачи.
[КС 18-3]
[ Таблица спецификаций ]
[ Ethernet и IEEE 802.3 ]
[ стандарты ]
[ параметры ]
[ скорость Мбит/сек ]
[ тип сигнала ]
[ Макс.длина ]
[ сегмента (м)]
[ среда ] [ 50 Ом ] [ 50 Ом ] [ 50 Ом ] [ неэкр.][ неэкр.][ 75 Ом ]
[коаксиал] [ коаксиал] [коаксиал] [витая] [витая] [коаксиал]
[(толстый)] [(толстый)] [(тонкий)] [ пара] [ пара]
[топология ][ шина ] [ шина ] [ шина ] [звезда] [звезда] [ шина ]
[ к рис. на стр. 18-4 (в поле рисунка)]
[1]IEEE 802.3 Стандарты физического уровня
[5]Как уже отмечалось, стандарт IEEE 802.3 специфицирует различные реализации
функций Физического уровня, которые характеризуются различными режимами
передачи (типами сигналов), средами передачи, скоростями и топологиями. В
следующих 5-ти разделах приведено описание физических стандартов IEEE 802.3.
Стандартам присвоены имена, структура которых подчинена общим правилам,
поясненным на рисунке 18-1.
[ Baseband ] [ Длина ]
[Скорость в Мбит/сек] [ или Broadband ] [сегмента в метрах]
[ n * 100 ]
10 Base 5
[5] Рис. 18-1 Правила именования стандартов.
[КС 18-4]
[1]10BASE5
[5]Стандарт 10BASE5 в значительной степени соответствует Ethernet. Кроме
основных различий между Ethernet и стандартом IEEE 802.3, которые будут
рассмотрены позднее в данном разделе, существуют терминологические расхождения
между Ethernet и 10BASE5. На следующем рисунке приведены эти отличия и
одновременно показаны интерфейсные подсистемы обоих стандартов.
[ станция ] [ станция ]
[ кабель ]
[ трансивера ]
[ среда ] [ среда ]
[ трансивер ]
[5] Рис. 18-2. Интерфейсные подсистемы IEEE 802.3/10BASE5 и Ethernet
[5]Как показано на рисунке, станция IEEE 802.3/10BASE5 подсоединена к
Физической среде с помощью устройства подключения к среде (MAU - Medium
Attachment Unit), называемым также блоком доступа. В стандарте Ethernet это
устройство называется трансивер, хотя оба устройства функционально одинаковы.
Устройства IEEE содержат, как цифровые компоненты для передачи сигналов, так
и аналоговые схемы для фиксации коллизии, т.е. эти устройства осуществляют
передачу и прием сигналов в сетевой среде, а также различают (улавливают)
столкновение сигналов. Интерфейсный кабель в случае Ethernet называется
кабелем трансивера, а в случае IEEE 802.3 - устройством подключения
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42
