Эффективная подготовка к государственным междисциплинарным экзаменам для студентов технических специальностей (стр. 27 )

8. Объясните основные отличия в методе доступа для таких локальных сетей, как Token Ring и FDDI. Чем вызваны эти отличия. Синхронный и асинхронный режимы работы сети FDDI. Каким образом в сети FDDI определяется обрыв кабеля или отказ станции?

Отличия метода доступа в том, что в сети FDDI время удержания маркера не яв-ся постоянной величиной, как в Token Ring. Это время зависит от загрузки кольца – при небольшой загрузке оно увеличивается, при перегрузках сильно уменьшается. Эти изменения в методе доступа касаются только асинхронного трафика, некритичного к большим задержкам передачи. Для синхронного трафика время удержания маркера постоянно. В остальном пересылка кадров между станциями на уровне MAC соответствует технологии Token Ring. Станции сети FDDI применяют алгоритм раннего высвобождения маркера, как и Token Ring со скоростью 16 Мбит/с

Механизм приоритетов Token Ring из 8 ступеней отсутствует. Трафик поделен на 2 класса: асинхронный (некритичный к задержкам) и синхронный (критичный к задержкам), последний обслуживается даже при перегрузках кольца. Тип определяется протоколами верхних уровней. Для передачи синхронных кадров станция всегда имеет право захватить маркер при его поступлении. Если же надо передать асинхронный кадр, то она замеряет время оборота маркера TRT, сравнивает его с максимальным временем оборота маркера по кольцу T_Opr и делает вывод о том, перегружена ли сеть. Если перегрузки нет (TRT<T_Opr), то станция может захватить маркер на время T_Opr – TRT и передать столько асинхронных кадров, сколько успеет.

Если все станции хотят передать только асинхронные кадры, а маркер сделал оборот медленно, то на следующем обходе все станции пропускают маркер в режиме повторения, он быстро обходит кольцо, и на следующем цикле станции передают свои асинхронные кадры.

В FDDI на физическом уровне используется логическое кодирование 4В/5В. Которое высвобождает комбинации под служебные нужды. Самый важный служебный символ – Idle. Он постоянно передается между портами в паузах между передачами кадров. За счет этого станции и концентраторы постоянно получают информацию о состоянии соединений. Если этот символ не поступает, то фиксируется отказ физической связи и происходит реконфигурация сети.

Отличия в методах доступа вызваны 1. топологией сети FDDI (2 кольца), 2. скоростью (100 мбит) 3. и самое главное, назначением: Token ring предназначена для соединения рабочих станций и некрупных серверов, а FDDI предназначена для магистралей, подключения удаленных и мощных серверов и прочих задач, предъявляющих особые требования к качеству, скорости и надежности сети.

9. Основные функции транспортных и сетевых протоколов ИВС на примере протоколов TCP и IP. Взаимосвязь этих протоколов с другими протоколами ЭМ ВОС. Стратегии управления потоком данных.

Взаимодействие между различными сетями, входящих в состав интегрированной сети, возложено на функции транспортного и сетевого уровней эталонной модели ВОС.

Функции транспортного уровня реализуются в конечных узлах и представляют собой следующие функции: разделение пакета на дейтограммы, если сеть работает без установления соединения; сборка сообщений из дейтограмм; обеспечение заданного уровня услуг, включающих заказ времени доставки, типа канала связи, возможности сжатия данных с частичной потерей информации; управление сквозными соединениями в сети с помощью специальных команд.

Протокол ТСР – это дуплексный транспортный протокол с установлением соединения. Функциями протокола являются: а) упаковка и распаковка сегментов на концах транспортного соединения; б) установление вертикального канала путем обмена запросом и подтверждением на соединение; в) управление протоколом, который заключается в том, что получатель при подтверждении правильности передачи сообщает размер окна, т. е. диапазон номеров сегментов, которые получатель готов принять; г) помещение срочных данных между специальными указателями, т. е. возможность управлять скоростью передачи.

Протокол IP – это дейтаграммный сетевой протокол без установления соединения. Назначение – это приспособление пакетов к особенностям промежуточных сетей и выбор направления передачи пакетов (т. е. маршрутизация). К функциям сетевых протоколов относятся: формирование пакетов с учетом требований промежуточных сетей (дополнение пакетов транспортного уровня заголовками, исключающими флаги, сетевые адреса получателя и отправителя, служебную информацию); управление потоками; маршрутизация; обнаружение неисправностей; ликвидация “заблудившихся” дейтаграмм.

Структура связей протокольных модулей

Рассмотрим потоки данных, проходящие через стек. В случае использования протокола TCP, данные передаются между прикладным процессом и модулем TCP. Типичным прикладным процессом, использующим протокол TCP, является модуль FTP. Стек протоколов в этом случае будет FTP/TCP/IP/Ethernet. При использовании протокола UDP, данные передаются между прикладным процессом и модулем UDP. Например, SNMP пользуется транспортными услугами UDP. Его стек протоколов выглядит так: SNMP/UDP/IP/Ethernet.

Модули TCP, UDP и драйвер Ethernet являются мультиплексорами n x 1. Действуя как мультиплексоры, они переключают несколько входов на один выход. Они также являются демультиплексорами 1 x n. Как демультиплексоры, они переключают один вход на один из многих выходов в соответствии с полем типа в заголовке протокольного блока данных. Другими словами, происходит следующее:

1. Когда Ethernet-кадр попадает в драйвер сетевого интерфейса Ethernet, он может быть направлен либо в модуль ARP, либо в модуль IP. На то, куда должен быть направлен Ethernet-кадр, указывает значение поля типа в заголовке кадра.

2. Если IP-пакет попадает в модуль IP, то содержащиеся в нем данные могут быть переданы либо модулю TCP, либо UDP, что определяется полем "протокол" в заголовке IP-пакета.

3. Если UDP-датаграмма попадает в модуль UDP, то на основании значения поля "порт" в заголовке датаграммы определяется прикладная программа, которой должно быть передано прикладное сообщение.

4. Если TCP-сообщение попадает в модуль TCP, то выбор прикладной программы, которой должно быть передано сообщение, осуществляется на основе значения поля "порт" в заголовке TCP-сообщения.

Мультиплексирование данных в обратную сторону осуществляется довольно просто, так как из каждого модуля существует только один путь вниз. Каждый протокольный модуль добавляет к пакету свой заголовок, на основании которого машина, принявшая пакет, выполняет демультиплексирование. Схема взаимозависимости протоколов семейства TCP/IP

Три стратегии управления потоком; они все направлены на борьбу с блокировками памяти в маршрутизаторах:

1) межузловое управление – основная функция (по умолчанию), заключается в том, что каждому порту отводиться одинаковое количество страниц в памяти, размер страницы равен максимальному размеру пакета локальной сети этого порта. Это приводит к ограничению длин канальных очередей.

2) Управление "вход-выход" направлено на предотвращение блокировок. Реализуется указанием в первом пакете сообщения его длины, что позволяет приемному узлу прогнозировать заполнение памяти и запрещать прием дейтаграмм определенных сообщений, если прогнозируется блокировка памяти.

3) управление внешними потоками осуществляется трем способами:

a) все потоки пакетов делятся на внутренние и внешние (внутренние – внутри одного домена, внешние – в другие домены). Разделение осуществляется по IP адресу. При переполнении памяти, наибольший приоритет имеют пакеты внутреннего потока, пакеты внешнего потока удаляются.

b) каждый пакет должен иметь разделение доступа в другом сегменте сети, если такого разделения нет, то пакет удаляется. (широковещательные пакеты)

c) если маршрутизатор обнаруживает узел, который создает перегрузку сети, он отправляет ему пакеты – заглушки. После отправки пакетов – заглушек, маршрутизатор удаляет пакеты от этого узла. После освобождения лини, узлу посылается разрешение на передачу.

Протокол IP очень сходен с протоколом УДС, поэтому протокол IP не осуществляет повторных передач искаженных кадров и не посылает подтверждений правильности.

10. Объясните понятие “окно конфликтов”. Как в сети Ethernet определяется эта величина и на что она влияет? Как в сети Ethernet на витой паре проводов уменьшить окно конфликтов?

В сетях, где расстояния между станциями малы, время распространения сигнала по всем участкам сети невелико по сравнению с временем передачи кадра. Таким образом, период времени, в течении которого канал кажется свободным, хотя одна из станций передает информацию, очень короток. В этот период, называемый окном конфликтов, может быть передано более одного кадра, которые столкнуться друг с другом и будут испорчены.

Эта величина влияет на пропускную способность сети, а, следовательно, и на предел работоспособности. Причиной явления является недетерменированность алгоритма доступа к среде..

Длительность окна конфликтов определяется суммарным временем распространения сигналов по физическому уровню и по физической среде, то есть время распространения по кабелю + все задержки вносимые хабами, репитерами, сетевыми картами.. Только в этот промежуток времени в сети возможны конфликты.

Уменьшить это время можно путем сокращения длины кабеля между станциями, увеличением скорости распространения сигнала по кабелю (использование другого, более качественного кабеля), увеличением скорости модуляции, уменьшением количества хабов и репитеров между станциями.

Дополнительно.

Станция, которая хочет передать кадр, должна сначала с помощью MAC-узла упаковать данные в кадр соответствующего формата. Затем для предотвращения смешения сигналов с сигналами другой передающей станции, MAC-узел должен прослушивать электрические сигналы на кабеле и в случае обнаружения несущей частоты 10 МГц отложить передачу своего кадра. После окончания передачи по кабелю станция должна выждать небольшую дополнительную паузу, называемую межкадровым интервалом (interframe gap), что позволяет узлу назначения принять и обработать передаваемый кадр, и после этого начать передачу своего кадра.