Лекція №2 Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку Питання лекції: Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку


НазваЛекція №2 Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку Питання лекції: Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку
Дата конвертації05.08.2013
Розмір445 b.
ТипЛекція


Лекція № 2 Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку

  • Питання лекції:

  • Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку.

  • Класифікація типів локальних мереж та їх коротка характеристика.

  • Системи обслуговування у локальних мережах та аналіз їх характеристик.

  • Найбільш простим випадком зв'язку двох пристроїв є їхнє безпосереднє з'єднання фізичним каналом, таке з'єднання називається зв'язком «точка - точка» (point – to - point). Механізми взаємодії пристроїв у мережі багато чого запозичили у схеми взаємодії комп'ютера з периферійними пристроями, тому почнемо розгляд принципів роботи мережі із цього «домережного» випадку.


Зв’язок ЕОМ - ПП

  • Для обміну даними між комп'ютером і периферійним пристроєм (ПП) у комп'ютері передбачений зовнішній інтерфейс, або порт, тобто апаратні й програмні засоби та набір проводів, що з'єднують комп'ютер і периферійний пристрій, а також сукупність правил обміну інформацією.







Протокол – це сукупність правил, що визначають взаємодію мережних додатків одної робочої станції з відповідними мережними додатками іншої робочої станції і які описують спосіб та засоби (програмні та апаратні) виконання певного класу функцій. Іншими словами, протокол – це набір правил та засобів, за допомогою яких взаємодіють робочі станції між собою.

  • Протокол – це сукупність правил, що визначають взаємодію мережних додатків одної робочої станції з відповідними мережними додатками іншої робочої станції і які описують спосіб та засоби (програмні та апаратні) виконання певного класу функцій. Іншими словами, протокол – це набір правил та засобів, за допомогою яких взаємодіють робочі станції між собою.

  • Клієнт - спеціальний програмний модуль, що виконуватиме функції формування повідомлень-запитів до вилученої машини й прийому результатів для всіх додатків.

  • Сервер – спеціалізована програма, що постійно очікує приходу запитів на вилучений доступ до файлів, розташованих на диску цього комп'ютера.

  • Зручною й корисною функцією клієнтської програми є здатність відрізнити запит до вилученого файлу від запиту до локального файлу. Якщо клієнтська програма вміє це робити, то додатки не мають піклуватися про те, з яким файлом вони працюють (локальним або вилученим), клієнтська програма сама розпізнає й перенаправляє (redirect) запит до вилученої машини. Звідси й назва, часто використовувана для клієнтської частини, – редиректор





Проблеми передачі даних у мережі

  • Для скорочення вартості ліній зв'язку в мережах звичайно прагнуть до скорочення кількості проводів і через це використовують не паралельну передачу всіх бітів одного байта, а послідовну, побітну передачу, що вимагає всього однієї пари проводів.

  • Ще однією проблемою, яку потрібно вирішувати при передачі сигналів, є проблема взаємної синхронізації передавача одного комп'ютера із приймачем іншого.

  • Для підвищення надійності передачі даних між комп'ютерами часто використовується стандартний прийом – підрахунок контрольної суми й передача її по лініях зв'язку після кожного байта або після деякого блоку байтів.



Стандартизація в LAN

  • Комітет 802 IEEE включає такі підкомітети:

  • - 802.1 - Internetworking – об'єднання мереж;

  • - 802.2 - Logical Link Control, LLC – керування логічною передачею даних;

  • - 802.3 - Ethernet з методом доступу CSMA/CD;

  • - 802.4 - Token Bus LAN – локальні мережі з методом доступу Token Bus;

  • - 802.5 - Token Ring LAN – локальні мережі з методом доступу Token Ring;

  • - 802.6 - Metropolitan Area Network, MAN – мережі мегаполісів;

  • - 802.7 - Broadband Technical Advisory Group – технічна консультаційна група по широкосмугової передачи;

  • - 802.8 - Fiber Optic Technical Advisory Group – технічна консультаційна група по волоконно-оптичним мережам;

  • - 802.9 - Integrated Voice and data Networks – інтегровані мережі передачі голосу й даних;

  • - 802.10 - Network Security – мережна безпека;

  • - 802.11 - Wireless Networks – безпровідні мережі;

  • - 802.12 - Demand Priority Access LAN, 10OVG-AnyLAN – локальні мережі з методом доступу на вимогу із пріоритетами.



Метод множинного доступу з контролем несучої й виявленням конфліктів (МДКН/ВК)

  • Англомовна назва методу – Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD). Замість терміна множинний іноді використовують багатостанційний, а замість конфлікту відповідно зіткнення або колізія.

  • На початку 80-х років фірми Digital Equipment, Intel й Xerox спільно підготували й опублікували специфікації Ethernet (іменовані стандартом DIX по перших літерах назв фірм), у яких використовувався метод доступу CSMA/CD. Відповідно до цих специфікацій багато фірм розпочали виробляти мережне устаткування, тим самим, давши потужний імпульс до впровадження локальних мереж. Накопичений досвід в 1985 р. був узагальнений у міжнародному стандарті IEEE 802.3.



CSMA/CD (прод)

  • Метод CSMA/CD означає, що всі станції мають рівні права на використання каналу. Більшу частину часу кожна станція перебуває в стані «прослуховування» каналу, визначаючи, чи не їй призначені передані по ньому дані. Коли якійсь станції потрібно самій передати повідомлення, вона робить це, переконавшись, що канал ніким не зайнятий. Кілька станцій можуть почати передачу повідомлень одночасно. Виявивши таку ситуацію (конфлікт), що конфліктують станції, припиняють передачу й відновлюють її через інтервал часу, обумовлений випадковим чином.

  • МДКН/ВК є випадковим широкомовним (broadcasting) методом. Всі станції під час застосування МДКН/ВК рівноправні щодо доступу до мережі. Якщо лінія передачі даних вільна, то в ній відсутні електричні коливання, що легко розпізнається будь-якою станцією, яка бажає розпочати передачу. Така станція захоплює лінію. Будь-яка інша станція, що бажає розпочати передачу в деякий момент часу t, якщо виявляє електричні коливання в лінії, то відкладає передачу до моменту t + td, де td – випадкова затримка. Для організації цього методу доступу необхідно було розробити новий пристрій, за допомогою якого реалізуються не тільки функції доступу, але й ряд додаткових.



Трансівер – це частина мережного адаптера

  • Трансівер виконує такі функції:

  • - прийом і передача даних з кабелю та на кабель;

  • - визначення колізій на кабелі;

  • - електрична розв'язка між кабелем й іншою частиною адаптера;

  • - захист кабелю від некоректної роботи адаптера. Останню функцію іноді називають «контролем балакучості», що є буквальним перекладом відповідного англійського терміна (jabber control).





  • Кадр даних завжди супроводжується преамбулою (preamble), що складається з 7 байт, що складаються зі значень 10101010, і 8-го байта, рівного 10101011. Преамбула потрібна для входження приймача в побітовий і побайтовий синхронізм із передавачем.

  • Після закінчення передачі кадру всі вузли мережі зобов'язані витримати міжкадрову технологічну паузу (IPG – Inter Packet Gap) в 9,6 мкс. Ця пауза, що називається також міжкадровим інтервалом, яка потрібна для приведення мережних адаптерів у вихідний стан, а також для запобігання монопольного захоплення середовища однією станцією.

  • Виявивши конфлікт, станція має сповістити про це партнера по конфлікту, пославши додатковий сигнал затору – спеціальної послідовності з 32 біт, що називається jam-сигналом.

  • Після чого станції мають відкласти спроби виходу в лінію на час td. – випадкова величина й визначається у такий спосіб

  • td = r*L, де r – інтервал відстрочки, що дорівнює 512 бітовим інтервалам (величина бітового інтервалу tбита = 0,1 мкс для швидкості 10 Мбит/с), а L – будь-яке число з діапазону [0..2N]. Тут N = 1,2,...10 – номер повторної спроби передачі даного кадру. td _ перебуває в межах 0...52,4 мс. Після 10-ї спроби інтервал не збільшується. Максимальна кількість спроб Nmax=16, далі кадр відкидається.





Характеристика рівня управління логічним каналом

  • Рівень LLC відповідає за передачу кадрів даних між вузлами з різним ступенем надійності, а також реалізує функції інтерфейсу із прилягаючим до нього мережним рівнем.

  • Протоколи мережного рівня передають через міжрівневий інтерфейс дані для протоколу LLC – свій пакет, наприклад пакет IP або IPX (Internetwork Packet Exchange), який включає: адресну інформацію про вузол призначення, а також вимоги до якості транспортних послуг, що має забезпечити протоколи LLC.

  • В основу протоколу LLC покладений протокол HDLC (High-level Data Link Control Procedure, високорівневе управління ланкою даних), що є стандартом ISO. У відповідності зі стандартом 802.2 рівень управління логічним каналом LLC надає верхнім рівням три типи процедур:

  • LLC1 - процедура без установлення з'єднання й без підтвердження;

  • LLC2 - процедура із установленням з'єднання й підтвердженням;

  • LLC3 - процедура без установлення з'єднання, але з підтвердженням.



Структура кадрів LLC

  • За своїм призначенням всі кадри рівня LLC (що називаються в стандарті 802.2 блоками даних – Protocol Data Unit, PDU) підрозділяються на три типи – інформаційні, управляючі й ненумеровані.

  • Інформаційні кадри (Information) призначені для передачі інформації в процедурах із установленням логічного з'єднання LLC2 і мають обов'язково містити поле інформації. У процесі передачі інформаційних блоків здійснюється їхня нумерація в режимі змінного вікна.

  • Управляючі кадри (Supervisory) призначені для передачі команд і відповідей у процедурах із установленням логічного з'єднання LLC2, у тому числі запитів на повторну передачу перекручених інформаційних блоків.

  • Ненумеровані кадри (Unnumbered) призначені для передачі ненумерованих команд і відповідей, що виконують передачу інформації у процедурах без установлення логічного з'єднання, ідентифікацію й тестування LLC-рівня, а в процедурах із установленням логічного з'єднання LLC2 – установлення й роз'єднання логічного з'єднання, а також інформування про помилки.





Структура кадрів LLC (прод)

  • N(S), N(R) – відповідно номер кадру передачі й прийому; P/F – біт запит/закінчення; S – супервізорний біт; M – біт модифікатора; X – резервується, при передачі кодується нулем.

  • Рівень MAC з'явився через існування в локальних мережах поділюваного середовища передачі даних. Саме цей рівень забезпечує коректне спільне використання загального середовища, надаючи його відповідно до певного алгоритму в розпорядження тієї або іншої станції мережі. Після того як доступ до середовища отриманий, ним може користуватися більш високий рівень – рівень LLC, що організовує передачу логічних одиниць даних, кадрів інформації, з різним рівнем якості транспортних послуг. У сучасних локальних мережах набули поширення кілька протоколів рівня MAC, що реалізують різні алгоритми доступу до поділюваного середовища. Ці протоколи повністю визначають специфіку таких технологій, як Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.



  • Прийом кадру даних LLC через міжрівневий інтерфейс разом з адресною інформацією МАС-рівня. Звичайна взаємодія між протоколами всередині робочої станції відбувається через буфери, які розташовані в оперативній пам'яті. Дані для передачі в мережу містяться в ці буфери протоколами верхніх рівнів, які витягують їх з дискової пам'яті або з файлового кеша за допомогою підсистеми введення/виводу операційної системи.

  • Оформлення кадру даних МАС-рівня, у який інкапсулюється кадр LLC (з відкинутими прапорцями 01111110). Заповнення адрес призначення й джерела, обчислення контрольної суми. Контрольна послідовність кадру, обчислюється на основі змісту заголовка й даних (разом із заповнювачем, але без урахування преамбули й обмежника) за допомогою 32-розрядного циклічного надлишкового коду (Cyclic Redundancy Code, CRC) з поліномом, що породжує:

  • x32 +x26 +x23 +x22 +x16 +x12 +x11 +x10 +x8 +x7 +x5 +x4 +x2 +x +1.

  • Формування символів кодів під час використання надлишкових кодів типу 4В/5В.

  • Скремблювання кодів для одержання більш рівномірного спектра сигналів. Цей етап використовується не у всіх протоколах – наприклад, технологія Ethernet 10 Мбіт/с обходиться без нього.

  • Видача сигналів у кабель відповідно до прийнятого коду – манчестерського, NRZI, MLT-3 та ін.



Прийом кадру з кабелю в робочу станцію включає такі дії.

  • Прийом з кабелю сигналів, що кодують бітовий потік.

  • Виділення сигналів на фоні шуму. Цю операцію можуть виконувати різні спеціалізовані мікросхеми або сигнальні процесори DSP (Digital Signal Processor, цифровий сигнальний процесор). У результаті в приймачі адаптера утвориться деяка бітова послідовність, що з великим ступенем імовірності співпадає з тією, яка була послана передавачем.

  • Якщо дані перед відправленням у кабель піддавалися скремблюванню, то вони пропускаються через дескремблер, після чого в адаптері відновлюються символи коду, які послані передавачем.

  • Перевірка контрольної суми кадру. Якщо вона неправильна, то кадр відкидається, а через міжрівневий інтерфейс наверх, протоколу LLC передається відповідний код помилки. Якщо контрольна сума правильна, то з МАС-кадру витягується кадр LLC і передається через межрівневий інтерфейс наверх, протоколу LLC. Кадр LLC міститься в буфер оперативної пам'яті.



На практиці в мережах Ethernet на канальному рівні використовуються кадри 4-х різних форматів (типів).

  • кадр Ethernet DIX (або кадр Ethernet II);

  • кадр Raw 802.3 (або кадр Novell 802.3);

  • кадр 802.3/LLC (кадр 802.3/802.2 або кадр Novell 802.2);

  • кадр Ethernet SNAP (SubNetwork Access Protocol, протокол доступу до підмереж)).





Структура кадрів Ethernet (прод)

  • Поле преамбули (Preamble, Pre) складається із семи синхронізуючих байт 10101010. При манчестерському кодуванні ця комбінація подається у фізичному середовищі періодичним хвильовим сигналом із частотою 5 МГц.

  • Початковий обмежник кадру (Start-of-frame-delimiter, SFD) складається з одного байта 10101011. Поява цієї комбінації біт є вказівкою на те, що наступний байт – це перший байт заголовка кадру.

  • Адреса призначення (Destination Address, DA) може бути довжиною 2 або 6 байт. На практиці завжди використовуються адреси з 6 байт.

  • Адреса джерела (Source Address, SA) – це 2- або 6-байтове поле, що містить адресу вузла – відправника кадру. Перший біт адреси завжди має значення 0.

  • Довжина (Length, L) – 2-байтове поле, що визначає довжину поля даних у кадрі, яка виражається в байтах.

  • Поле, що тепер одержало назву Type (Т) або EtherType.

  • Поле даних (Data) може містити від 0 до 1500 байт. Але, якщо довжина масиву даних менше 46 байт, то використовується поле, яке має назву поле заповнення, – щоб доповнити кадр до мінімально припустимого значення в 46 байт.



Структура кадрів Ethernet (прод)

  • Поле заповнення (Padding, Pad) складається з такої кількості байт заповнювачів, що забезпечує мінімальну довжину поля даних в 46 байт. Це забезпечує коректну роботу механізму виявлення колізій. Якщо довжина поля даних достатня, то поле заповнення в кадрі не з'являється. Байт заповнення може вставлятися, навіть якщо обсяг переданих даних більше 46 байт. Так за пропозицією фірми Novell, у випадку непарної кількості байт драйвер мережної плати додає ще один. Це зроблено тому, що деякі старі маршрутизатори не розуміють кадру непарної довжини.

  • Поле контрольної суми (Frame Check Sequence, FCS) складається з 4 байт, що містять контрольну суму. Це значення обчислюється за алгоритмом CRC-32. Після одержання кадру робоча станція виконує власне обчислення контрольної суми для цього кадру, порівнює отримане значення зі значенням поля контрольної суми й, таким чином, визначає, чи не перекручений отриманий кадр.



Схожі:

Лекція №2 Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку Питання лекції: Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку iconFujitsu презентувала технологію оптичної передачі даних зі швидкістю 40 Гбіт/сек
Компанія Fujitsu представила нову систему передачі даних оптичним кабелем, здатну передавати інформацію на швидкості 40 Гбіт/сек
Лекція №2 Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку Питання лекції: Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку iconПереважно це спеціалізовані методи стискування даних певної фізичної природи (звук, відео…)
Переважно це спеціалізовані методи стискування даних певної фізичної природи (звук, відео…). Принцип роботи методу базується на дискретному...
Лекція №2 Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку Питання лекції: Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку iconТема: Методи доступу до середовища передачі даних
Метод доступу це спосіб визначення того, яка з робочих станцій зможе наступної використовувати лом. Те, як мережа управляє доступом...
Лекція №2 Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку Питання лекції: Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку iconУ доповіді розглядаються наступні питання
Координує роботу мережі Асоціація наукових і освітніх організацій користувачів електронних мереж передачі даних
Лекція №2 Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку Питання лекції: Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку iconТема лекції: Система управління базами даних Microsoft Access
Проектування баз даних. Задання структури таблиць Встановлення зв’язків між таблицями. Сортування, фільтрування і пошук даних
Лекція №2 Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку Питання лекції: Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку iconЗадача вчителя. Головна задача вчителя
Головна задача кожного вчителя не тільки дати учням певну базу знань, але й розвинути у них інтерес до навчання, навчити учитися
Лекція №2 Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку Питання лекції: Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку iconЛекція №7
Аналіз табличних даних. Принципи побудови та сфери застосування баз даних. Планування та створення бази даних для збереження медико-біологічної...
Лекція №2 Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку Питання лекції: Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку iconПовідомлення про це іншого, а також можливість втрати повідомлень у мережі у разі краху програми, що викликає, віддалені процедури стають "сиротами" у разі краху віддаленої процедури, програма, яка їх викликала, стає "обездоленою"
Добре відомий механізм передачі керування і даних всередині програми, що виконується на одній машині, поширюється на передачу керування...
Лекція №2 Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку Питання лекції: Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку iconРозділ Бази даних. Системи управління базами даних Інформатика 11 клас
Програмне забезпечення, призначене для створення баз даних, оновлення даних, що зберігаються в них, забезпечення зручного доступу...
Лекція №2 Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку Питання лекції: Задача фізичної передачі даних по лініям зв’язку iconЛекція №5 Основні поняття про інформаційні моделі. Основні етапи створення бази даних. Основні розділи лекції Поняття про інформаційні моделі
Створення баз даних переслідує такі дві основні мети: понизити надлишовість даних

Додайте кнопку на своєму сайті:
dok.znaimo.com.ua


База даних захищена авторським правом ©dok.znaimo.com.ua 2013
звернутися до адміністрації
dok.znaimo.com.ua
Головна сторінка