 |
Сетевые модели OSI и IEEE Project 802
|
|
|
|
Модели OSI и Project 802 определяют стандартные протоколы, используемые сетевым программным и аппаратным обеспечением. Эти модели устанавливают способ передачи данных по сети.
Модель OSI разбивает сетевое соединение не семь уровней: Прикладной, Представительный, Сеансовый, Транспортный, Сетевой, Канальный и Физический.
Project 802 более детально определяет стандарты для физических компонентов сети. Эти стандарты относятся к Физическому и Канальному уровням модели OSI и делят Канальный уровень на два подуровня: Управление логической связью и Управление доступом к среде.
Драйверы
Драйвер – это программа-утилита, позволяющая компьютеру работать с определенным устройством. Такие устройства, как мышь, дисковые накопители, платы сетевого адаптера и принтеры, поставляются вместе со своими драйверами.
В сетевой среде каждый компьютер обладает платой сетевого адаптера и соответствующим ей драйвером, благодаря которым компьютер посылает данные по сети.
Передача данных по сети
Прежде чем послать данные в сеть, компьютер-отправитель разбивает их на небольшие блоки, которые легче передавать по сетевому кабелю. Эти пакеты, или порции, - основные единицы сетевых коммуникаций.
Все пакеты содержат следующие сетевые компоненты: адрес источника, данные, адрес местоназначения, инструкции и информацию для проверки ошибок. Каждый пакет состоит из трех разделов: заголовка (включающего сигнал, который «говорит» о том, что передается пакет; адрес источника; адрес местоназначения; информацию, синхронизирующую передачу), данных и трейлера (включающего информацию для проверки ошибок).
Протоколы
Протоколы в сетевой среде определяют правила и процедуры передачи данных. Передача данных по сети состоит из ряда шагов, которые должны выполняться в неизменном порядке. Компьютер-отправитель и компьютер-получатель используют протоколы для выполнения следующих процедур:
|
|
|
· разбиение данных на пакеты;
· добавление к пакету адресной информации;
· подготовка пакетов к передаче;
· приема пакетов, передаваемых по кабелю;
· копирование данных из пакета для сборки исходных блоков данных;
· передача этих восстановленных блоков в компьютер.
Методы доступа, применяемые в локальных сетях
В сети несколько компьютеров должны иметь совместный доступ к кабелю. Однако, если два компьютера попытаются одновременно передавать данные, их пакеты «столкнутся» друг с другом и будут испорчены. Это так называемая коллизия. Чтобы избежать коллизий, необходимо управлять трафиком в сети.
Метод доступа – это набор правил, которые определяют, как компьютер должен отправлять и принимать данные по сетевому кабелю.
Существует три основных метода доступа:
1. Множественный доступ с контролем несущей
а) множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD), используемый в одной из первых локальных сетей Ethernet.Перед началом передачи компьютер определяет, свободен канал или занят. Если канал свободен, компьютер начинает передачу.Если в момент передачи возникла коллизия, делается попытка ее разрешения, например задержка передачи на случайный интервал времени. Новая попытка может привести к успешной передаче или повторению коллизии. Известны и более сложные процедуры разрешения коллизии, обеспечивающие увеличение пропускной способности сети.
б) множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий (CSMA/CA). Используя CSMA/CA, каждый компьютер перед передачей данных в сеть сигнализирует о своем намерении, поэтому остальные компьютеры «узнают» о готовящейся передаче и могут избежать коллизий. Однако широковещательное оповещение увеличивает общий трафик сети и уменьшает ее пропускную способность. Отсюда – CSMA/CA работает медленнее, чем CSMA/CD.
|
|
|
2. Доступ с передачей маркера
Пакет особого типа, маркер, циркулирует по кольцу от компьютера к компьютеру. Чтобы послать данные в сеть, любой из компьютеров сначала должен дождаться прихода свободного маркера и захватить его. Когда какой-либо компьютер «наполнит» маркер своей информацией и пошлет его по сетевому кабелю, другие компьютеры уже не могут передавать данные.
3. Доступ по приоритету запроса
Это относительно новый метод доступа, основанный на том, что все сети 100VG-AnyLAN строятся только из концентраторов и оконечных узлов. Концентраторы управляют доступом к кабелю, последовательно опрашивая все узлы в сети и выявляя запросы на передачу. Концентратор должен знать все адреса, связи и узлы и проверять их работоспособность. Оконечным узлом, в соответствии с определением 100VG-AnyLAN, может быть компьютер, мост, маршрутизатор или коммутатор. При доступе по приоритету запроса связь осуществляется только между компьютером-отправителем, концентратором и компьютером-получателем.
Сетевые архитектуры
Это комбинация стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети.
Ethernet
Архитектура Ethernet разработана фирмой Xerox в 1975 году. В настоящий момент пользуется наибольшей популярностью. Она использует узкополосную передачу со скоростью 10 Мбит/с, топологию «шина», а для регулирования трафика в основном сегменте кабеля – CSMA/CD.
Сеть Ethernet имеет следующие характеристики:
· традиционная топология – линейная шина;
· другие топологии – звезда-шина;
· метод доступа – CSMA/CD;
· кабельная система – толстый и тонкий коаксиальный, UTP;
· скорость передачи данных – 10 и 100 Мбит/с;
· тип передачи – узкополосная;
· спецификации – IEEE 802.3.
Метод доступа Ethernet является методом множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (конфликтов) (CSMA/CD - Carier Sense Multiple Access with Collision Detection).
Перед началом передачи рабочая станция определяет, свободен канал или занят. Если канал свободен, станция начинает передачу.
|
|
|
Ethernet не исключает возможности одновременной передачи сообщений двумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически распознает такие конфликты, называемые коллизиями. После обнаружения конфликта станции задерживают передачу на некоторое время. Это время небольшое и для каждой станции свое. После задержки передача возобновляется.
Arcnet
Сетевая архитектура Arcnet разработана фирмой Datapoint Corp. Это простая, гибкая, недорогая сетевая архитектура для сетей масштаба рабочей группы. В целом она соответствует стандартам категории IEEE 802.4. В ней определяются стандарты для сетей с топологией «шина», методом доступа с передачей маркера, построенных на основе широкополосного кабеля. Сеть Arcnet может иметь топологию «звезда» или «шина».
Один из компьютеров создает специальный маркер (сообщение специального вида), который последовательно передается от одного компьютера к другому.
Если станция желает передать сообщение другой станции, она должна дождаться маркера и добавить к нему сообщение, дополненное адресами отправителя и назначения. Когда пакет дойдет до станции назначения, сообщение будет "отцеплено" от маркера и передано станции.
Token-Ring
Версия сети Token-Ring была представлена фирмой IBM в 1984 году.
Сеть Token-Ring имеет следующие характеристики:
· топология – звезда-кольцо;
· метод доступа – с передачей маркера;
· кабельная система – экранированная и неэкранированная витая пара
(IBM тип 1, 2 или 3);
· скорость передачи данных – 4 и 16 Мбит/с;
· тип передачи – узкополосная;
· спецификации – 802.5.
Этот метод напоминает Arcnet, так как тоже использует маркер, передаваемый от одной станции к другой. В отличие от Arcnet, при методе доступа Token-Ring имеется возможность назначать разные приоритеты разным рабочим станциям.
|
|
|
