Реферат: Технологии создания сетей

создаваемых организациями по стандартизации, ADCCP и HDLC вобрали широкий

спектр возможностей, обуславливающих множественность форм их применения.

Сравнение протоколов HDLC и SDLC приводится ниже в данном разделе.

[КС 15-3]

[5]В начале 80-х годов а рамках МККТТ (CCITT) было разработано подмножество

HDLC, получившее название LAP (Link Access Procedure, Процедура доступа к

каналу передачи данных). Так же, как протокол SDLC, LAP основывался на

концепции связи Первичный-Вторичный. Однако для обеспечения совместимости с

модифицированным к этому времени протоколом HDLC был разработан новый вариант

LAP, известный как LAPB. Протокол LAPB обеспечивал поддержку взаимодействия

комбинированных станций. В настоящее время LAPB является канальным протоколом

для сетей X.25 и более того, используется в качестве основы для протокола

IEEE 802.2 LLC (Logical Link Control, протокол управления логическим каналом,

обсуждаемый в разделе 17). Протокол LLC, как и протокол LAPB, официально

определяется, как специальное подмножество протокола HDLC.

Первичные и вторичные станции согласно протоколу SDLC могут быть связаны

четырьмя способами:

- точка-точка. В этой конфигурации к единственной первичной станции

подключается единственная вторичная станция;

- многоточка. В этой конфигурации единственная первичная станция осуществляет

связь со множеством вторичных станций;

- кольцо. В этой конфигурации первичная станция непосредственно подключается

только к первой и последней вторичным станциям в кольце. Данные передаются

по кольцу, начинающемуся и завершаещемуся на первичной станции;

- каскад (Hub Go-Ahead). В данной редко используемой конфигурации применяются

входящие и исходящие каналы. Первичная станция передает данные вторичным

станциям по исходящему каналу, Вторичные станции - по входящему каналу,

который соединяет в цепочку (daisy chain) все вторичные станции.

     [ первичная  ]  [ исходящий канал ]

          [ вторичная ]  [ вторичная ]

     [ входящий канал ]

     Рис. 15-1. Конфигурация SDLC.

[КС 15-4]

         [ Формат кадра SDLC   ]

   [количество битов]

   [ Флаг ][ Адрес ] [ Управление ] [ Информация ] [ КС ] [ Флаг ]

         [ Форматы поля управления ]

   [ информационный ][ номер передачи ] [P/F] [ номер приема ] [ информация ]

   [ супервизорный ] [ функция ] [P/F] [ номер приема ]

   [ ненумеруемый ]  [ функция ] [P/F] [ функция] [информация]

   [ КС - контрольная сумма ]

   [ к рис. на стр. 15-5 ( в поле рисунка)]

[1]Формат кадра SDLC

[5]Связь в протоколе SDLC выполняется с помощью команд и ответов. Первичная

станция передает команды, вторичные станции - ответы. Форматы команд и

ответов определяются структурой кадра SDLC. Поля кадра SDLC и их семантика

приводятся ниже.

[5]Флаг

[5]Каждый кадр SDLC начинается и завершается уникальной восьмибитовой

последовательностью (01111110). Эта битовая последовательность (флаг) не

должна появляться в процессе передачи остальной части SDLC кадра. Для

достижения требуемой уникальности флага SDLC-передатчики автоматически

вставляют в поток нулевой бит всякий раз, когда в теле кадра фиксируется

передача пяти смежных единичных битов. Эти лишние нулевые биты удаляются из

принимаемого потока соответствующими SDLC-приемниками. В случае, когда кадры

передаются один за другим без каких-либо временных перерывов, конечный флаг

одного кадра может использоваться в качестве начального флага следующего

кадра.

[КС 15-5]

[5]Адрес

[5]Поле Адрес определяет адрес вторичной станции во входящем или исходящем

кадре. При передаче кадра первичная станция располагает в этом поле адрес

той вторичной станции, для которой кадр предназначается. Каждая вторичная

станция идентифицирует передаваемые ею кадры, размещая в этом поле свой

собственный адрес.

В протоколе SDLC предусмотрена опция расширенной адресации, при которой поле

Адрес может занимать несколько байтов. Другим свойством протокола SDLC

является возможность использования групповой и широковещательной передачи,

поддерживаемой соответствующими адресными соглашениями. Каждая вторичная

станция для обеспечения указанных режимов передачи может иметь множество

адресов. Например, один адрес для селективной передачи, второй адрес для

групповой передачи и третий адрес для широковещательной передачи со стороны

первичной станции.

[5]Поля управления и информации

[5]Поле Управление является центральной частью SDLC кадра. Это поле имеет

длину в 1 или 2 байта. Среди прочего с помощью поля Управление

специфицируется один из следующих типов SDLC-кадра:

   - информационный. Информационные кадры переносят высокоуровневые данные и

     выполняют некоторые функции управления;

   - супервизорный. Супервизорные кадры содержат информацию для управления

     потоком данных, информацию состояния, информацию подтверждения приема

     данных;

   - ненумеруемый. Ненумеруемые кадры также являются управляющими кадрами,

     определяя такие функции, как выполнение диагностики и инициализации

     станций.

В следующих трех подразделах описывается семантика поля Управление в

соответствии с перечисленными типами кадров и как это поле влияет на

выполнение соответствующих функций SDLC-протокола.

[5]Информационные (I) кадры

[5]Информационный кадр в качестве значения начального бита в поле Управление

содержит 0, и, кроме этого, состоит из последовательного номера передачи,

последовательного номера приема и P/F (poll/final) бита.

[КС 15-6]

[5]Последовательные номера передачи и приема служат для обеспечения

протокольных механизмов управления потоком данных и контроля ошибок.

Последовательный номер передачи - это номер кадра, передача которого

осуществляется. Последовательный номер приема - это номер кадра, прием

которого ожидается. В случае полнодуплексной передачи (когда первичная и

вторичная станции одновременно ведут передачу) на обеих сторонах

поддерживаются и сохраняются последовательные номера передачи и приема. Если

приемник фиксирует ошибку кадра, то увеличение последовательного номера

этого кадра не осуществляется, т.е. последовательный номер приема остается

прежним. В результате передатчик выполнит повторную передачу кадров, начиная

с "ошибочного" кадра. Совмещение управляющей информации (последовательных

номеров приема/передачи) в протоколе SDLC позволяет более эффективно

использовать полосу пропускания канала по сравнению с символьно -

ориентированными синхронными протоколами.

Бит P/F совместно с последовательными номерами приема и передачи позволяет

передатчику выполнить последовательную передачу серии кадров до того, как

затребовать явное подтверждение их приема. С этой целью передатчик

устанавливает в "1" значение P/F бита очередного передаваемого кадра. Если

же подтверждение не требуется, то P/F бит передается со значением "0".

Приемник передает единичное значение P/F бита в своем последнем кадре -

ответе. Во все другие кадры - ответы приемник (вторичная станция) проставляет

нулевое значение P/F бита. Таким образом, чтобы вести передачу без каких-либо

подтверждений, передатчику достаточно передавать кадры с нулевым значением

P/F бита. Приемник при этом осознает, что нет необходимости подтверждать

принятый кадр. Когда же, наконец, возникает необходимость в подтверждении

успешной передачи передатчик передает соответствующий кадр с установленным в 1

значением P/F бита. Однобайтовое поле управления позволяет выполнить передачу

до семи кадров без подтверждения, поскольку для представления

последовательных номеров отводится по 3 бита. Двухбайтовое поле управления

позволяет увеличить число передаваемых без подтверждения кадров до 127,

поскольку для представления последовательных номеров отводится 7 бит.

В информационных кадрах за полем управления располагается область данных -

поле информации. В поле информации переносятся данные протоколов более

высоких уровней, при этом длина данных должна быть кратна байту. Некоторые

устройства ограничивают размер области данных, причем эти ограничения прежде

всего зависят от объема доступного буферного пространства в устройстве. В

отличие от символьно-ориентированных канальных протоколов область данных

SDLC может содержать байты любой конфигурации.

[5]Супервизорные (S) кадры

[5]Супервизорные кадры используются в качестве ответов на информационные

кадры. С их помощью передается информация состояния, запрос передачи, а также

выполняется приостановка передачи. Значение 1 и 0 в первых двух битах поля

Управления идентифицирует кадр в качестве супервизорного. Следущие два бита

определяют функцию кадра. Эти биты, в частности, применяются в качестве

положительного или негативного подтверждения.

[КС 15-7]

[5]Примерами супервизорных функций являются:

   - RR (Receive Ready, Готов к приему). Первичная станция может использовать

     данную функцию для реализации полингования (опроса) вторичных станций.

     Вторичные станции с помощью данной функции могут указать на свою

     готовность вести прием данных;

   - RNR (Receive Not Ready, Не готов к приему). Вторичная станция использует

     данную функцию для указания на то, что она не может обеспечить прием

     информационных кадров;

   - REJ (Frame Reject, Отказ от кадра). С помощью этой функции указывается

     последовательный номер переданного кадра, прием которого выполнен с

     ошибкой.

За битами, указывающими функцию, следует P/F бит и поле последовательного

номера приема. Они имеют ту же семантику, что и в случае информационных

кадров. Супервизорный кадр не содержит информационного поля.

Супервизорные кадры с двухбайтовым полем управления имеют следующую

структуру. Начальные биты 1 и 0 идентифицируют супервизорный кадр, затем

следует двухбитовое поле функции. Оставшиеся четыре бита первого байта поля

управления не используются. Второй байт в начальной позиции содержит P/F бит,

а следующие семь битов содержат последовательный номер приема.

[5]Ненумеруемые (U) кадры

[5]Ненумеруемые кадры использутся для инициализации и выключения канала,

выбора одно- или двухбайтового формата поля управления, выполнения других

управляющих функций SDLC. Два единичных бита в начале поля управления

идентифицируют ненумеруемый кадр. Затем располагаются два бита, определяющих

функцию, за которыми следует P/F бит и три функциональных бита. Совокупность

из пяти функциональных битов определяет код функции данного кадра. Как

следует из названия кадров, они не нумеруются последовательными номерами.

Большинство ненумеруемых кадров с командами и ответами не имеют

информационного поля. Однако один вид кадра, называемый кадр ненумеруемый

информационный (UI), содержит информационное поле для передачи данных

переменного размера исключительно между SDLC-передатчиком и SDLC-приемником,

причем эти данные не предназначаются для Сетевого уровня. Другой вид кадров,

называемый FRMR (Frame Reject, Отказ от кадра), в информационном поле

переносит данные, которые специфицируют исключительные условия, вызвавшие

отказ от приема кадра.

[КС 15-8]

[5]Контрольная сумма

[5]Каждый кадр SDLC завершается 16-ти битовой контрольной суммой, за которой

следует 8-ми битовый флаг. При подсчете 16-ти битовой циклической контрольной

суммы учитываются поля Адреса, Управления и Информации. Если на приемном

конце вычисленная контрольная сумма не совпадает с содержимым контрольной

суммы принятого кадра, то принятый кадр считается ошибочным.

[5]HDLC

[5]Протокол HDLC во многом повторяет SDLC. Как и его предшественник, HDLC

является синхронным, полнодуплексным протоколом с централизованным

управлением, предназначенным для Канального уровня. Оба протокола используют

одинаковый формат кадров, поля кадров имеют одинаковую семантику. HDLC

поддерживает большинство (но не все) услуг SDLC, обеспечивая однако ряд

дополнительных свойств. Одно маленькое отличие, например, в том, что HDLC

обеспечивает опцию для 32-х битовой контрольной суммы. Другое заключается в

том, что HDLC позволяет избирательно идентифицировать однин ошибочный кадр в

ряду других, успешно принятых кадров. HDLC обеспечивает избирательную

повторную передачу такого кадра вместо того, чтобы осуществлять

повторную передачу всей последующей серии информационных кадров.

Возможно наиболее важным в применении HDLC являются три его различных режима

передачи данных. В следующем подразделе эти режимы передачи данных кратко

рассматриваются.

[КС 15-9]

         [ Режимы передачи HDLC   ]

    [ типы применяемых ] [ первичная ]  [ первичная ] [ комбинированная ]

    [ станций          ] [ вторичная ]  [ вторичная ]

    [ инициатор ]        [ первичная ]  [ любая ]  [ любая ]

    [ связи ]

    [ к рис. на стр. 15-10 (в поле рисунка) ]

[1]Режимы передачи HDLC

[5]При установлении звена (канала) HDLC необходимо выбрать один из следующих

режимов выполнения операций:

- NRM (Normal Response Mode, Режим нормального ответа). В данном режиме

  предполагается существование одной первичной станции и, по-крайней мере,

  одной вторичной. В режиме NRM вторичные станции не имеют права передавать,

  пока первичная не даст явного разрешения. Такой режим ответа используется в

  SDLC;

- ARM (Asynchronous Response Mode, Асинхронный режим ответа). Аналогично NRM

  данный режим передачи предполагает существование одной первичной станции и,

  по-крайней мере, одной вторичной. В отличие от NRM в режиме ARM вторичная

  станция может вести передачу данных первичной станции без получения явного

  разрешения. Этот режим передачи применяется в меньшей степени, чем два

  других;

- ABM (Asynchronous Balanced Mode, Асинхронный сбалансированный режим). Здесь

  предполагается, что связь осуществляется между двумя и более

  комбинированными станциями. Каждая комбинированная станция может начать

  передачу данных без какого-либо разрешения со стороны другой станции.

[5]Услуги SDLC, не обеспечиваемые в стандарте HDLC:

- индивидуальная, групповая и широковещательная адресация;

- специальные команды для поддержки кольцевых и каскадных топологий.

[КС 15-10]

[1]LAPB

[5]Протокол LAPB основывается на тех же форматных соглашениях, что и

протоколы SDLC и HDLC. Помимо этого, в стандарте LAPB специфицируется

следующее:

- в LAPB применяется ABM режим передачи данных;

- в LAPB не разрешается передача информации в кадрах-ответах (хотя, это

  ограничение не вносит каких-либо проблем в случае режима ABM);

- B LAPB цепи могут устанавливаться как DTE, так и DCE оборудованием.

[1]Итоги

[5]Бит-ориентированные синхронные протоколы обладают явными преимуществами

перед асинхронными или байт-ориентированными синхронными протоколами. Они в

достаточной степени эффективны, обеспечивают хорошую защиту от ошибок,

поддерживают прозрачный режим передачи данных. Известными примерами битовых

синхронных протоколов являются SDLC, HDLC и LAPB. Протокол SDLC, первый

среди названных, был разработан фирмой IBM в начале 70-х годов.

Протокол HDLC является наиболее всеобьемлющим битовым синхронным протоколом,

разработанным в ISO. Протокол LAPB - продукт МККТТ, полученный на основе

протокола HDLC.

[КС 15-11]

[1]Упражнение 15

[5]1. Какие поля кадров в протоколах SDLC/HDLC/LAPB используются для

управления потоком данных? Опишите назначение этих полей и то, каким образом

они применяются для управления потоком данных.

2. Какой из трех режимов передачи HDLC используется наиболее широко в ЛС?

Почему?

[КС 15-12]

                            [ Воникновение IEEE и история развития ]

[0]Раздел 16  [2] Возникновение IEEE и история развития

[1]Цели

[5]В результате изучения данного раздела вы сможете:

1. Определять ключевые характеристики стандартов серии IEEE 802;

2. Определять и кратко охарактеризовывать некоторые из менее известных

спецификаций IEEE 802.

[1]Введение

[5]Развитие стандартов играет важную роль в процессе создания и эволюции

сетей ЭВМ. Попытки обьединения оборудования без использования стандартов,

если таковое вообще является возможным, связаны со значительными расходами

на разработку и реализацию аппаратных и программных средств.

В 1980 году Институт Инженеров по Электротехнике и Электронике (более

известный как IEEE-Institute of Electrical and Electronic Engineers)

приступил к решению задачи определения стандартов локальных сетей ЭВМ.

При этом ставилась цель разработки интерфейсов ЛС, характеризующихся низкой

стоимостью и высокой степенью унификации.

Вскоре после начала работы было осознано, что единственный стандарт ЛС не

может в полной степени удовлетворить всем требованиям, что необходим ряд

стандартов. В результате в 1985 году были опубликованы четыре отдельных

стандарта. Стандарт IEEE 802.2 определял управление логическим каналом

(звеном) передачи данных, IEEE 802.3 определял сеть с методом доступа CSMA/CD,

IEEE 802.4 определял сеть с шинной топологией c доступом к среде передачи

данных по методу передачи маркера и, наконец, в IEEE 802.5 была определена

кольцевая сеть, реализующая метод доступа с передачей маркера (token -

passing access). Эти стандарты в том же году были приняты Американским Национальным

Институтом Стандартов (ANSI), и, кроме этого, в доработанном виде -

Международной Организацией по стандартизации, в рамках которой указанные

стандарты были зарегистрированы под ссылочными именами ISO 8802.

В проекте IEEE 802 специфицируются функции, относящиеся к двум нижним уровням

Модели OSI. В IEEE 802 выполняется функциональная структуризация Канального

Уровня Модели OSI на два подуровня. Первый подуровень определяет метод

доступа к среде и носит название MAC (Medium Access Control). Второй

подуровень, называемый LLC (Logical Link Control), определяет все другие

канальные функции (управление потоком данных, контроль ошибок и т. п.).

С момента первого опубликования стандарт IEEE 802 был расширен рядом

стандартов, которые отражают результаты исследований новых областей в

технологии построения сетей ЭВМ. В следующих разделах приводится

краткое описание новых стандартов серии IEEE 802. Кроме этого, в последующих

разделах обсуждаются наиболее популярные стандарты IEEE 802 ( 802.2, 802.3 и

802.5).

[КС 16-1]

          [ Стандарты серии IEEE 802     ]

                             [ Эталонная ]

                             [ Модель OSI]

          [802.1 создание интерсетей ]                [Сетевой   ]

          [802.2 LLC управление логическим каналом ]  [Канальный ]

          [ Доступ ] [ Доступ ] [ Доступ ] [ Доступ ]

          [к среде ] [ к среде] [ к среде] [ к среде] [Физический]

          [Физический] [Физический] [Физический] [Физический]

          [ к рис. на стр. 16-2 (в поле рисунка) ]

[1]IEEE 802.1. Обзор, системное управление и интерсети

[5]Стандарт IEEE 802.1 представляет собой введение в 802-ю серию стандартов,

в котором определяются процедуры и соглашения построения и расширения всего

множества стандартов данной серии. В стандарте специфицируются взаимосвязи

между всеми компонентами серии. В нем освещены вопросы системного управления,

а также проблемы создания интерсетей.

Вероятно лучшим вкладом комитета, разработавшего стандарт 802.1, является

алгоритм маршрутизации (spanning tree algorithm), с помощью которого решается

проблема устранения циклических путей в интерсети, построенной с помощью

мостов.

[1]IEEE 802.4 - Маркерная Шина (Token Bus)

[5]Стандарт IEEE 802.4 определяет маркерный метод доступа к среде передачи

данных, имеющей шинную топологию. Спецификация Физического уровня в стандарте

IEEE 802.4 включает как моно-канальную, так и широкополосную среду передачи

данных на основе 75-омного телевизионного кабеля или оптического волокна.

[КС 16-2]

[5]Спецификации 802.4 были разработаны в основном для обеспечения

требований, предьявляемых к ЛС, работающим в контурах автоматического

управления технологическими процессами производств. По этой причине стандарт

был включен в состав набора промышленных протоколов MAP (Manufacturing

Automation Protocols). Разработка MAP была инициирована в 1982 году фирмой

General Motors для решения проблемы создания открытых вычислительных сетей

производственного применения. И хотя первоначально предполагалось широкое

внедрение данного стандарта в производственную сферу, все же стандарт 802.4

не достиг уровня популярности стандартов 802.3 и 802.5.

Маркерная шина и CSMA/CD являются двумя различными методами доступа к среде.

Ниже приводится сравнение их достоинств.

Примуществами метода CSMA/CD являются его простота и высокая скорость в

условиях слабой нагруженности сети. Но метод CSMA/CD не обеспечивает должной

скорости передачи данных в условиях большой нагруженности сети, а реализация

фунции "обнаружения коллизии" предполагает введение ограничений на

минимальный размер передаваемого кадра. Напротив, метод маркерной шины

обладает отличной производительностью, в частности, и в условиях нагруженной

сети. Кроме этого, в нем предусматривается обеспечение большого количества

функций управления, которые не поддерживаются в CSMA/CD. Метод маркерной

шины является детерминированным, и поэтому может быть применен в тех случаях,

когда требуется высокая реактивность управления технологическим процессом.

Однако метод маркерной шины довольно сложный.

[1]IEEE 802.6 - Среднемасштабные сети (MAN - Metropolitian Area Network).

[5]Большинство организаций, эксплуатирующих ЛС и стремящихся расширить свои

возможности, зачастую не могут быть удововлетворены тем набором услуг,

который предоставляется глобальными вычислительными сетями. Либо услуги

исполяются слишком медленно (в случае использования общедоступной сети

пакетной коммутации), либо услуги слишком дороги (в случае использования

выделенных линий). Поэтому необходимы средства, которые обеспечили бы

приемлемую скорость обмена информацией, и были бы при этом относительно

дешевыми. Для решения указанной проблемы в составе IEEE и был создан

комитет 802.6.

В отличие от других хорошо известных комитетов IEEE комитет 802.6 был

образован для поиска лучшего решения данной проблемы, а не для стандартизации

существующих технологий. Комитет рассмотрел и оценил возможность применения

большого количества решений и технологий. Однако только совсем недавно

комитет выбрал лучший подход, разработанный в Западно-Астралийском

Университете. В рамках комитета 802.6 эта технология носит название DQDB

(Distributed Queues Dual Bus, дуальная шина с распределенными очередями)

[КС 16-3]

[5]Технология DQDB основывается на оптоволоконной сети, имеющей топологию

двойной шины, которая для обеспечения отказоустойчивости может быть

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