Метод передачи пакетов

L.3. АСИНХРОННЫЕ МЕТОДЫ ПЕРЕДАЧИ.

При синхронных методах (режимах) передачи сигналов требуется осуществлять синхронизацию цик­лов дискретизации (кадров), временных каналов в преде­лах цикла и импульсов в пределах временного канала на всем тракте передачи между его исходящим и вхо­дящим УК (УКИ и УКВ) через имеющиеся в тракте транзитные УКтр.

В отличие от синхронного при асинхронном мето­де (режиме) передачи сигнала необходимо обеспечить синхронизацию импульсов (побитовая синхронизация), передаваемых только между соседними объектами (уз­лами коммутации или абонентской системой и узлом коммутации), т.е. объектами, непосредственно соеди­ненными линией связи.

В узле коммутации полученные импульсы группи­руются в определенные блоки, которые хранятся неко­торое время в запоминающем устройстве (ЗУ) УК, а за­тем поимпульсно передаются по исходящему каналу в следующий УК. При этом скорости передачи во входя­щем и исходящем каналах могут и не совпадать.

Среди асинхронных методов передачи сигнала в со­временных цифровых сетях связи наибольшее распро­странение получили два метода: метод передачи паке­тов с модификациями, используемый в сетях коммута­ции пакетов, и асинхронный метод передачи.

Смрис. 15. Все двоич­ные разряды (биты), представляющие дискретное сообщение (а), разбиваются на блоки (Бл.), размер которых не превышает некоторой величины (б); каждому блоку приписывается заголовок (3), содержащий адреса ис­точника и потребителя информации, указание, на при­надлежность блока данному сообщению, проверяющий или исправляющий код и т.д. (в). Блок сообщения вместе с заголовком называется пакетом — П (г).

Рис. 15.Принципы передачи сообщения пакетами.

В свою очередь, пакеты оформляются в виде кадра, име­ющего свой заголовок. Для того чтобы отделить кадры (К) друг от друга, они обрамляются так, называемыми флагами (Ф), содер­жащими восемь бит: 01111110. Кадры вместе с флага­ми побитно передаются по линии связи или каналу (д). На входящем объекте принятая импульсная последова­тельность группируется в кадры, флаги удаляются и из кадров выделяются пакеты, а затем из пакетов собира­ется все сообщение. Таким образом, на исходящем кон­це осуществляется функция разбиения сообщения на пакеты, а па входящем — функция сборки пакетов (Packet Assembler and Disassembler — PAD). На тран­зитных УК большинства современных сетей коммутации пакетов (СКП) функции разбиения и сборки сооб­щений не выполняются. На первой введенной в эксплуатацию СКП АРПА максимальный размер пакета равнялся 1024 бит (128 байт). Сеть могла передавать и принимать сообщения, имеющие не более 8 пакетов. В последующих рекомен­дациях Международной организации по стандартизации (МОС) — International Organization for Standardization (ISO) и МККТТ число стандартных длин пакета было увеличено. Форматы пакетов и кадров, а также прави­ла (протоколы) их передачи и приема определены в Ре­комендациях МККТТ Х.25. Кроме пакета размером 128 байт, который применяется по умолчанию, допус­каются также и другие размеры пакета: 16, 32, 64, 256, 512, 1024, 2048, 4096 байт. Последние два значения бы­ли введены в Рекомендацию Х.25 в 1984 г. Впервые метод коммутации пакетов для передачи не только данных, но и речи был предложен сотрудни­ком «Рейд Корпорейшен» (Rand Corp.) П. Бейраном применительно к военной сети связи для обеспечения высокой защищенности передаваемой речевой инфор­мации [48]. В последующем Д. Дэвисом и Д. Барбером (Нацио­нальная физическая лаборатория — НФЛ, Великобри­тания) была разработана сеть ЭВМ с пакетной комму­тацией [49]. Однако она имела ограниченный размер и представляла собой некоторую локальную сеть. Использование этого опыта при финансировании Управлением перспективных научных исследований (Advance Research Project Agency — ARPA) позволило создать в конце 60-х гг. сеть ЭВМ АРПА, которая пос­ле введения протокола TCP/IP — Transmission Control Protocol/International Protocol стала именоваться Иптернет (Internet). В настоящее время ею охвачены многие страны мира [б]. Метод передачи пакетов для передачи речи. В этом случае речевое или другое аналоговое сообщение, представленное в виде ИКМ-сигнала, включающего последовательность 8-разрядных двоичных слов (бай­тов), разбивается, как и в случае передачи данных, на блоки. Однако из-за того, что байты следуют один за другим через 125 мкс, при формировании блока все входящие в блок байты, кроме последнего, задержива­ются (рис. 16). После формирования блока переход к пакету, а затем к кадру остается без изменения. На входящем конце для правильного восстановления сообщения необходимо вновь восстановить ИКМ-сигнал соответствующим разнесением во времени отдельных байтов, а также согласовать во времени байты различных блоков.

Рис. 16 Преобразование ИКМ-сигнала в пакеты

Очевидно, что отличие задержек при передачи и приеме пакетов может внести существенные искажения в аналоговые сообщения. В связи с этим, как показал ряд исследований, для передачи речи необходимо иметь высокоскоростные каналы связи, в которых речевые пакеты могли бы передаваться с приоритетом перед пакетами данных.

Метод передачи пакетов используется не только в сетях ЭВМ, но и в узкополосных ЦСИО (У-ЦСИО).

Пример: инкапсуляция данных по протоколу ТСР/IР. По мере прохождения данных сквозь стек, каждый уровень инкапсулирует их по-своему, подготавливая к передаче дальше. Демонстрируют как сетевое программное обеспечение, инкапсулируют данные при работе протокола управления транспортировкой (TCP) на сети технологии Ethernet.

Рис. 17. Инкапсуляция данных ТСР на сети технологии Ethernet

Модуль приложения инкапсулирует данные пользователя в формат прикладного сообщения. Конструкция программы предусматривает использование того или иного метода инкапсуляции. Например, программа может инкапсулировать данные в формат сетевого протокола, скажем, ТСР. Модуль ТСР преобразует прикладное сообщение в сегмент данных ТСР. Сегмент данных ТСР состоит из заголовка ТСР, как того требует протокол, и прикладных данных. Прикладные данные, в свою очередь, могут иметь заголовок прикладного сообщения и поле прикладных данных. Данные, проходя сквозь модуль IP сетевого уровня, подвергаются дальнейшему преобразованию, и сегмент ТСР превращается в IP-пакет (или IP-датаграмму). Драйвер сетевой карты Ethernet инкапсулирует IP-пакет в кадр протокола Ethernet.

Дата добавления: 2014-01-06