Учебно-методическии комплекс дисциплины «Компьютерные сети» для специальности 6М011100 — «Информатика» (стр. 66 )

Прежде чем передавать какие–либо данные по РРР–линии, две одноранговые сущности (на каждом конце РРР–линии) должны проделать существенную часть работы по настройке линии, что во многом напоминает тройное рукопожатие отправителя и получателя в протоколе TCP (см. раздел «Протокол TCP — передача с установлением соединения» в главе 3), когда перед передачей TCP–сегментов устанавливаются параметры TCP–соединения. На рисунке 13.11 показана диаграмма состояний для протокола LCP, осуществляющего конфигурирование, поддержку и разрыв РРР–соединения.

Рис. 13.11 Диаграмма состояний протокола LCP

РРР–линия начинает и заканчивает работу в пассивном состоянии. Когда какое–либо событие, например обнаружение сигнала в линии или вмешательство сетевого администратора, указывает на готовность физического уровня, протокол РРР переходит в состояние установки соединения. В этом состоянии один из концов линии посылает свои настроечные параметры в кадре запроса на конфигурирование протокола LCP (РРР–кадре, в поле протокола которого установлен код протокола LCP, а параметры настройки помещены в информационное поле). Другая сторона линии отвечает кадром положительной квитанции (все параметры принимаются), кадром отрицательной квитанции (все параметры понятны, но не принимаются) или кадром отказа в конфигурировании (параметры не распознаны или неприемлемы). Параметры конфигурации протокола LCP включают максимальный размер кадра, спецификацию протокола аутентификации (если она используется), а также возможность пропуска адресного и контрольного полей в РРР–кадрах.

После того как соединение установлено, процедура аутентификации выполнена и обменивающиеся данными стороны договорились о параметрах соединения, обе стороны соединения обмениваются друг с другом пакетами управления сетью, специфичными для конкретного сетевого протокола. Если поверх протокола РРР работает сетевой протокол IP, для настройки IP–модулей на каждом конце РРР–соединения применяется протокол IPCP (RFC 1332). Данные протокола IPCP переносятся в РРР–кадре (при этом в поле протокола устанавливается значение 8021), так же как и данные протокола LCP. Протокол IPCP позволяет двум IP–модулям узнать или настроить IP–адреса друг друга, а также договориться о том, будут ли IP–дейтаграммы передаваться в сжатом виде. Аналогичные протоколы управления сетью определены для других протоколов сетевого уровня, таких как DECnet (RFC 1762) и AppleTalk (RFC 1378). Как только сетевой уровень настроен, протокол РРР может начать передачу дейтаграмм сетевого уровня — линия находится в активном (открытом) состоянии, и по ней начинают перемещаться данные. Для проверки состояния линии две РРР–сущности могут обменяться кадрами эхо–запроса и эхо–ответа.

РРР–линия остается в настроенном и активном состоянии до тех пор, пока одна из сторон не отправит LCP–кадр с запросом о разрыве соединения. Если одна из сторон РРР–линии отправляет подобный LCP–кадр, а другая отвечает ей LCP–кадром подтверждения разъединения, линия переходит в пассивное состояние.

Итак, протокол РРР представляет собой протокол канального уровня, с помощью которого две сущности канального уровня обмениваются РРР–кадрами с дейтаграммами сетевого уровня. Основные составляющие протокола РРР перечислены ниже.

Формирование кадров. Метод инкапсуляции данных в РРР–кадре, определения начала и конца кадра, а также обнаружения ошибок в кадре. Протокол управления каналом. Протокол для инициализации, поддержки и разрыва РРР–соединения. Протоколы управления сетью. Семейство протоколов по одному для каждого сетевого протокола, позволяющих модулям сетевого уровня настраивать друг друга, прежде чем по РРР–линии начнут передаваться дейтаграммы сетевого уровня.

8. Резюме

Топологией локальной Ethenet-ceти может быть шина или звезда. В качестве физического носителя в локальных сетях Ethernet применяются коаксиальный кабель, медная витая пара, оптоволокно. Кроме того, стандартами локальной Ethemet-сети поддерживается передача данных на скоростях 10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с.

Все технологии Ethernet предоставляют сетевому уровню службу, не требующую установки соединения. Если в потоке данных возникают пропуски, потому что протокол Ethernet теряет кадры, видит ли эти пропуски приложение на хосте В? Это полностью зависит от используемого приложением протокола (UDP или TCP). Если это протокол UDP, тогда приложению самому придется заниматься проблемой потерянных кадров.

В Ethemet-сети применяется немодулированная передача, то есть адаптер посылает цифровой сигнал прямо в широковещательный канал. Интерфейсная карта не сдвигает сигнал в другой частотный диапазон, как это делается, например, в ADSL-модемах и кабельных модемных системах.

Узлы в локальной Ethenet-сети соединены широковещательным каналом, так что кадр, переданный одним адаптером, принимается всеми адаптерами локальной сети. Необходимо обратить внимание, что адаптеру приходится решать две важные задачи: прослушивать передачу другого адаптера (контролировать несущую) и обнаруживать коллизии. Эти две задачи адаптеры выполняют, измеряя уровни напряжения на линии перед началом и во время передачи.

На сегодняшний день наиболее распространенными технологиями Ethernet, являются технологии 10Base2, lOBaseT, 100BaseT и Gigabit Ethernet. Стандарт 10Base2 предусматривает использование коаксиального кабеля в сети с топологией общей шины и скорость передачи данных 10 Мбит/с. Стандарт lOBaseT предусматривает использование медной витой пары в сети с топологией звезды и скорость передачи данных 10 Мбит/с. Стандарт 100BaseT предусматривает использование, как правило, медной витой пары в сети с топологией звезды и скорость передачи данных 100 Мбит/с. Стандарт Gigabit Ethernet (гигабитная Ethemet-ceTb) предусматривает использование оптоволоконного кабеля или медной витой пары и скорость передачи данных 1 Гбит/с. Эти технологии Ethernet стандартизированы рабочей группой IEEE 802.3, поэтому локальную Ethemet-сеть часто называют локальной сетью 802.3.

9. Вопросы для самоконтроля.

1. Поясните разницу между расширяемостью и масштабируемостью на примере технологии Ethernet.

2. Сравните случайные и детерминированные методы доступа к разделяемой среде.

3. Почему протоколы канального уровня технологий глобальных сетей не делятся на подуровни MAC и LLC?

4. Какие функции выполняет уровень LLC?

5. Что такое коллизия?

6. В чем состоят функции преамбулы и начального ограничителя кадра в стандарте Ethernet?

7. Какие сетевые средства осуществляют jabber-контроль

8. Зачем в технологии Ethernet введен межпакетный (межкадровый) интервал?

9. Чем объясняется, что минимальный размер кадра в стандарте 10Base-5 выбран равным 64 байт?

10. Почему стандарты 10Base-T и 10Base-FL/FB вытеснили стандарты Ethernet на коаксиальном кабеле?

11. Поясните смысл каждого поля кадра Ethernet.

12. Какие недостатки метода CSMA/CD устраняет приоритетный доступ по требованию?

13. Почему разработчики технологии Fast Ethernet решили сохранить метод CSMA/CD? Какие топологии поддерживает сеть Fast Ethernet на разделяемой среде? Каков максимальный диаметр сети Fast Ethernet?

14. Сколько пар кабеля используется для передачи данных в версии 100Base-T4?

15. Чем отличаются повторители Fast Ethernet класса I и класса II?

16. Почему в сети Fast Ethernet разрешается использование не более одного повторителя класса I?

17. Чему равен минимальный межкадровый интервал (1PG) в технологии Gigabit Ethernet?

18. Из-за увеличения пропускной способности минимальный размер кадра в Gigabit Ethernet пришлось увеличить до 512 байт. В тех случаях, когда передаваемые данные не могут полностью заполнить поле данных кадра, оно дополняется до необходимой длины неким «заполнителем», который не несет полезной информации. Что предпринято в Gigabit Ethernet для сокращения накладных расходов, возникающих при передаче коротких данных?

19. Какие меры предприняли разработчики технологии Gigabit Ethernet в плане обеспечения передачи данных со скоростью 1000 Мбит/с по витой паре?

20. Почему в технологии Gigabit Ethernet наряду с многомодовым используется и одномодовое оптическое волокно?

10.  Тесты для самоконтроля знаний.

1.Какая из перечисленныхнижепередающихсистем обеспечивает самую высокую скорость передачи данных к отдельному устройству? Выберите один из вариантов ответа:

a) модем для передачи по телефонным каналам;

b)локальная вычислительная сеть;

c) шина;

d)цифровая телефонная станция.

2. Укажите, какая из следующих передающих системобеспечивает цифровую передачу данных на максимальное расстояние:

a) модем для передачи по телефонным каналам;

b)локальная вычислительная сеть;

c)шина;

d)цифровая телефонная система для частного пользования.

3.Какая из перечисленных характеристик присуща ЛВС? Выберите один из вариантов ответа:

a)параллельная передача;

b)безграничное расширение;

c) приемлемая стоимость доступа к каналам с низкой пропускной способностью;

d) независимые от приложений интерфейсы.

4. Разделение физического уровня на подуровни позволяет:

a) использовать ЛВС с различными типами среды передачи;

b) сравнительно недорогой доступ к более высоким сетевым уровням;

c) независимые от приложений интерфейсы;

d) ваш вариант ответа.

5. Укажите, какой из перечисленных ниже типов среды не совсем подходит для передачи с использованием доступа CSMA:

a) радиоканал;

b) волоконно-оптический канал;

c) коаксиальный кабель;

d) витая пара.

6. Выберите, какая из этих функций не входит в число базовых для сетей Ethernet:

a) управление доступом;

b) адресация;

c) автоматическая повторная передача сообщения;

d) создание множества виртуальных сетей.

7. Укажите, какая из перечисленных ниже характеристик не относится к свойствам метода манчестерского кодирования в линии для сетей Ethernet:

a) поддержка равного числа положительных и отрицательных электрических импульсов в линии;