Метод обнаружения коллизий.

В сетях, работающих по принципу обнаружения коллизий, все адаптеры непрерывно находятся в состоянии прослушивания сети. Для передачи данных сервер или рабочая станция должны дожидаться освобождения ЛВС. Однако, не исключено, что передача может начаться несколькими узлами одного сегмента сети одновременно, что приводит к коллизии.

В случае возникновения коллизии узлы должны повторять свои сообщения. Время, затраченное на устранение коллизии, составляет около 10^-6 секунды. Следовательно, есть сети, в которых предусмотрена такая вещь.

Лекция 2. Компоненты локальных сетей.

− network adapter

Устройство, соединяющее компьютер с сегментов сети. Сетевой адаптер, как правило, принадлежит к одному из двух типов: 1) с обнаружением коллизий; 2) с передачей маркеров (маркера). Оба типа при поддержке программных средств производят следующие операции:

1. Буферизация

Использование буфера необходимо для согласования между собой скоростей обработки информации различными компонентами ЛВС. Буфер должен иметь объем, достаточный для размещения целого пакета данных.

2. Формирование пакета

Данные разделяются на пакеты, добавляя заголовок и окончание.

3. Доступ к кабелю

Адаптер утверждается (проверяет), что линия не занята или ждет поступления маркера.

4. Преобразование данных из последовательной/параллельной формы

5. Кодирование/декодирование данных

6. Передача и прием импульсов

Типы сетевых адаптеров.

Адаптеры различаются по следующим параметрам:

1) Метод доступа к среде;

2) Поддерживающий протокол;

3) Скорость передачи;

4) Объем буфера;

5) Объем шины;

6) Адресации портов и т.д.

− bridge (мост)

Устройство, соединяющее локальные или удаленные сегменты сети.

Мосты функционируют на канальном уровне и прозрачны для протоколов более высоких уровней, т. е. принимают решение о передаче кадра только на основании информации из заголовка канального уровня (физического адреса станции получателя). Мост анализирует целостность кадров и испорченные – фильтрует.

Классификация мостов по принципу передачи пакетов:

1. Маршрутизация источника (Sourse Routing) – требует, чтобы узел-отправитель пакета размещал в нем информацию о пути его маршрутизации.

2. Прозрачные мосты (Transparent Bridges) – обеспечивают прозрачную часть станций, расположенных в разных ЛВС и все функции по маршрутизации выполняют сами мосты.

С другой стороны, классификация:

1) Encapsulating Bridges (пакеты физического уровня одной ЛВС целиком передаются в пакеты физического уровня другой ЛВС. Используются для соединения сетей одного типа);

2) Translational Bridges (выполняют преобразование из одного протокола физического уровня в другой. Они удаляют заголовок и служебную информацию одного протокола и переносят данные в другой протокол. Мосты такого типа могут использоваться для соединения сетей разного типа (используются разные протоколы)).

Алгоритм работы моста проверяет:

— занесен ли в его внутреннюю таблицу адрес узла отправителя пакета. Если нет, то мост заносит его в свою таблицу адресов и связывает с ним номер порта, на который поступил пакет;

— занесен ли в таблицу адрес узла назначения. Если нет, то мост передает принятый пакет во все сети, подключенные ко всем остальным его портам. Если адрес есть, мост проверяет, подключена ли ЛВС узла назначения к тому же самому порту, откуда пришел пакет. Если да, то пакет отфильтровывается, если нет, передается адресату.

Главные параметры моста:

· размер внутренней адресной таблицы;

· скорость фильтрации;

· скорость маршрутизации.

Достоинства мостов:

o очень просты в установке;

o автоматически адаптируются к изменениям конфигурации сети;

o могут соединять сети, работающие с разными протоколами сетевого уровня (Translational Bridges).

Недостатки мостов:

Не могут использовать альтернативные пути в сети, распространяя по ним нагрузку. Из возможных путей всегда выбирается один согласно адресной таблице.

— router (маршрутизатор)

Многофункциональное устройство, предназначенное для ограничения широковещательного трафика посредством разбиения сети на сегменты. Обеспечение защиты информации, управление и организация резервных путей между областями широковещателей.

Маршрутизатор действует на сетевом уровне и обладает следующими особенностями:

ü учитывает специфику протоколов, используя маршрутную информацию сетевого уровня;

ü Может обмениваться с другими маршрутизаторами информацией для сбора данных о топологии и состоянии сети. На основе анализа информации выбирается наилучший путь для передачи пакета;

ü Определяет логические границы между группами сетевых сегментов.

Маршрутизаторы прозрачны для протоколов физического уровня и используются, как правило, для соединения разнородных сетей, каждая из которых может быть административно независимой.

Достоинства:

· обеспечивают большую гибкость, чем мосты;

· выбирают наилучший путь передачи на основе адреса, скорости, стоимости, загрузки линии;

· создают защитный барьер между подсетями;

· могут разбивать длинные сообщения на несколько коротких, позволяя соединять сети, в которых используются пакеты различной длины.

Недостатки:

· более сложны в установке и конфигурировании, чем мосты;

· при перемещении компьютера из одной подсети в другую требуется сменить его сетевой адрес.

Методы маршрутизации:

1) Статическая маршрутизация

Статическая маршрутизация применяется в небольших, медленно изменяющихся сетях. Данные передаются по предопределенному пути и задерживаются, если путь блокирован.

2) Динамическая маршрутизация

Динамическая маршрутизация позволяет автоматически изменить маршрут при отказах или перегрузки конкретных линий. Для автоматического построения маршрутных таблиц используются различные протоколы внутренней (RIP, OSPF, IS-IS, ES-IS) и внешней (EGP и BGP) маршрутизации.

3) Периферийная маршрутизация

Используется, когда трафик в сети предприятия идет в основном между удаленным филиалом и центральным офисом.

Архитектура маршрутизации:

1. Однопроцессорная архитектура

Используется несколько сетевых интерфейсных модулей (СИМ), которые соединяются с единственным центральным процессором через общую шину. Центральный процессор выполняет все задачи обработки:

— фильтрацию и продвижение пакетов;

— необходимую модификацию заголовков пакетов;

— обновление таблиц маршрутизации и сетевых адресов;

— формирование управляющих пакетов и т.д.

Достоинства архитектуры:

• гибкость в конфигурировании устройств за счет использования нескольких СИМ;
• простота реализации;
• относительная дешевизна.

Недостатки архитектуры:

• загруженность ЦП, особо ощущаемая при добавлении дополнительных сетевых интерфейсов;
• вынужденное двойное прохождение по шине каждого пакета - от СИМ к ЦП и обратно, даже если он (пакет) предназначен тому же самому сетевому интерфейсу, с которого поступил;
• низкая надежность - сбой ЦП ведет к нарушению работоспособности всего маршрутизатора.

Возможна модифицированная однопроцессорная архитектура, при которой однопроцессорная архитектура сохранена, но в каждый СИМ включен специальный периферийный процессор (ПП), чтобы частично разгрузить ЦП.

2. Симметрично-многопроцессорная архитектура (SMP-архитектура).

Симметрично-многопроцессорная архитектура лишена недостатков, присущих первым двум архитектурам. В этом случае вычислительные мощности полностью распределяются между всеми СИМ. Каждый СИМ занимается всеми задачами, связанными с маршрутизацией. При этом все таблицы маршрутизации, другая необходимая информация, а также реализующее протоколы программное обеспечение скопированы на каждый процессорный модуль.

Достоинства архитектуры:

• возможность значительного расширения сети (за счет добавления СИМ) без заметного падения производительности;
• высокая надежность системы (поломка процессора ведет к выходу из строя только тех сегментов, которые с ним соединены).

— коммуникатор

Это устройство узкого назначения, который эффективно сегментирует сеть, уменьшает области столкновений коллизий и увеличивает пропускную способность каждой оконечной станции. Работает с протоколами канального уровня и обеспечивает прозрачность по отношению к протоколам более высоких уровней, что позволяет устанавливать их в многопротокольных сетях.

Различают 2 основных способа их использования: 1) без промежуточного накопления; 2) с промежуточным накоплением.

Для обеспечения надежной работы сети важно использовать источник бесперебойного питания (UPS). Их можно разделить на 2 типа:

ü Back – UPS;

ü SMART – UPS (включает в себя процессор, который обеспечивает более расширенные возможности самодиагностики и обеспечивает более интеллектуальный интерфейс с программно-техническими средствами контроля и управления сетью).

Лекция 3. Системы телеобработки.

Системы телеобработки – это совокупность технических и программных средств, а также каналов связи. Они предназначены для обработки данных на ЭВМ, управления периферией и вывода результатов работы.

Структура такой системы:

МПД – мультиплексор передачи данных;

АПД – аппаратура передачи данных;

М – модем;

АП – абонентский пункт;

АТС – автоматическая телефонная станция;

ПУ – пульт управления.

Существует 2 вида уплотнений канала связи:

ü частотное уплотнение - устройство работает на разной частоте;

ü временное уплотнение - в посылку данных включается адрес устройства, к которому мы обращаемся.

Существует множество видов каналов связи, среди которых наиболее часто выделяют каналы проводной связи (воздушные, кабельные, световодные и др.) и каналы радиосвязи (тропосферные, спутниковые и др.). Такие каналы в свою очередь принято квалифицировать на основе характеристик входного и выходного сигналов, а также по изменению характеристик сигналов в зависимости от таких явлений, происходящих в канале, как замирания и затухание сигналов.

По типу среды распространения каналы связи делятся на проводные, акустические, оптические, инфракрасные и радиоканалы.

Каналы связи также классифицируют на:

§ непрерывные (на входе и выходе канала - непрерывные сигналы),

§ дискретные или цифровые (на входе и выходе канала - дискретные сигналы),

§ непрерывно-дискретные (на входе канала - непрерывные сигналы, а на выходе - дискретные сигналы),

§ дискретно-непрерывные (на входе канала - дискретные сигналы, а на выходе - непрерывные сигналы).

Каналы могут быть как линейными и нелинейными, временными и пространственно-временными. Возможна классификация каналов связи по диапазону частот.

Характеристики каналов связи:

1. пропускная способность – это скорость, с которой мы можем передавать данные; количество бит, передаваемых в единицу времени.

2. достоверность передачи данных – вероятность ошибки при передачи 1 бита (вероятность ошибки при передачи данных) = 10^-1 10^-6. Это вероятность для сырых данных.

Возможны помехи. Оптоволокно наиболее защищено от помех. Радиоканал – самый незащищенный.

Скорости:

— низкоскоростные:

— среднескоростные:

— высокоскоростные:

(Мбит/сек)

Внутри канала связи данные представляют собой некую последовательность 0 и 1 (на физическом уровне 0 и 1 – низкое и высокое напряжение).

АМ – амплитудная модуляция;

ЧМ – частотная модуляция;

ФМ – фазовая модуляция.

Основные устройства модема:

Блок демодуляции

ПФ

Полосовой фильтр

Блок модуляции

КС

Регенератор сигналов

АПД

	Тактовый генератор

Синхрон тактовый сигнал

S1 – исходный сигнал;

St1 – исходный тактовый сигнал;

S2 – восстановленный сигнал;

St2 – восстановленный тактовый сигнал;

КС – канал связи.

Полосовой фильтр предназначен для снижения помех.

В зависимости от направления передачи данных каналы связи делятся на:

· симплексные КС – позволяют передавать данные в одном направлении;

· полудуплексные КС – позволяют передавать данные в двух направлениях, но последовательно (т.е. с разделением во времени);

· дуплексные КС – позволяют передавать данные в двух направлениях одновременно.

АПД - аппаратура передачи данных должна подготовить данные к передаче в канал связи. Здесь присутствует блок УЗО – устройство защиты от ошибок, а также возможно присутствие блока ГУЗО – групповое устройство защиты от ошибок. Главная задача здесь – повысить достоверность передачи данных по КС.

Дата добавления: 2014-01-06