21.Технологии сетей информационного обмена: Ethernet, Token Ring, fddi. Модели сетевого взаимодействия открытых систем: osi, tcp/ip.

В пределах каждой физической сети подсоединенные к ней компьютеры используют ту или иную технологию: 1.Ethernet ; 2.Token Ring; 3.FDDI; 4.соединение типа "точка-точка“; 5.сеть АТМ и беспроводные технологии. Между механизмами коммуникаций, зависящими от данных физических сетей, и прикладными системами встраивается программное обеспечение, которое обеспечивает соединение различных физических сетей друг с другом. Сети Ethernet занимают лидирующее положение на рынке в России (80%-90%). Первоначально основу сети составляли несколько компов с сетевыми адаптерами, соединенные коаксиальным кабелем, который являлся общей шиной. В дальнейшем топология сети изменилась. Если рассматривать один сегмент сети, то он может сочетать в себе шинную и централизованную структуры. Метод доступа Ethernet называется “множественный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением столкновений” (CSMA/CD). Все сетевые карты Ethernet могут одновременно “слушать”, но лишь одна карта может в этот момент передавать. Принципы передачи Ethernet: узел запрашивает у концентратора разрешение на передачу кадра, концентратор отправляет кадр, если сеть свободна; в противном случае, кадр ставится в очередь. Для определения занятости сети используется корневой концентратор сети, который циклически выполняет опрос портов. Пропускная способность сети Ethernet составляет 10 Мбит/сек. Существует оборудование для быстрых сетей - Fast Ethernet. Полоса пропускания Fast Ethernet 100 Мбит/сек. Технология Token Ring была разработана фирмой IBM в 1984 году. Среда передачи данных образуется объединением всех узлов сети в кольцо. Кадр передается от узла к узлу по кольцу в одном направлении (симплексный режим). Право доступа передается с помощью специального кадра, называемого маркером. Маркер передается от узла к узлу. Получив маркер, узел передает данные, если данных для передачи нет, передает маркер следующему узлу. Максимальное количество узлов может быть 260. Максимальная длина кольца - 400 метров. Скорость передачи – 4-16 Мбит/сек. Существует более современная технология High Token Ring со скоростью передачи 100 -150 Мбит/сек. Технология FDDI: Сеть состоит из двух колец для повышения отказоустойчивости. Данные передаются по первичному кольцу в одном направлении, по вторичному кольцу – в противоположном направлении. В обычном режиме используется только первичное кольцо. В случае отказа первичное кольцо объединяется с вторичным, образуя новое кольцо. Используется маркерный метод передачи, аналогично технологии Token Ring. Скорость передачи – 100 мбит/сек. Максимальное количество узлов – 500. Диаметр колец – 100 км. Физическая среда передачи – оптоволоконный кабель. Модели сетевого взаимодействия: Существует несколько моделей сетевого взаимодействия. Каждая модель имеет свои протоколы, совместная работа которых называется стеком. Эталонная модель OSI (Open Systems Interconnection - взаимодействия открытых систем ) - стандарт, разработанный международной организацией по стандартизации (ISO - International Organization for Standardization), предназначенный для решения проблем согласования работы отдельных компьютеров в сети. Большинство реализаций конкретных сетей не совпадает с моделью OSI, но функции, описанные этой моделью, должны некоторым образом выполняться в любой структуре сетевых соединений. Модель разделяет средства сетевого взаимодействия на семь уровней: 1.Прикладной уровень – на этом уровне пользователь с помощью специальных приложений создает документ для передачи. 2.Представительный уровень отвечает за физическое отображение (представление) данных, выполняет преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. 3.Сеансовый уровень обеспечивает проведение сеанса связи, отвечает за режим передачи. 4.Транспортный уровень управляет передачей и определяет качество сервиса. 5.Сетевой уровень определяет маршрут движения данных в сети (снабжает пакеты адресом). 6.Канальный уровень управляет информационным каналом – определяет ошибки передачи и инициирует действия по восстановлению потерянных данных. 7.Физический уровень определяет стандарты на аппаратуру и соединители. Каждый уровень в данной модели обслуживается нижерасположенным уровнем и реализует сервис для вышерасположенного уровня. Работа всех уровней обеспечивается стеком протоколов TCP/IP. Модель взаимодействия протоколов TCP/IP: Модель базируется на стеке протоколов ТСР/IP, позволяет построить универсальную сеть, реализующую принципы OSI. Отдельный протокол в составе стека может охватывать один или несколько уровней модели. Модель разделяет средства сетевого взаимодействия на четыре уровня. 1.Прикладной (Telnet, протокол передачи файлов FTP, e-mail) 2.Транспортный (TCP, UDP) 3.Сетевой (IP, ICMP, IGMP) 4.Канальный (Сетевые и аппаратные средства). Протоколы прикладного уровня занимаются деталями конкретного приложения и "не интересуются" способами передачи данных по сети.

На транспортном уровне работают протоколы TCP и UDP, организующие поток данных между конечными системами для приложений верхнего уровня. TCP-протокол позволяет устанавливать между двумя компьютерами логическое соединение (виртуальный канал) и затем использовать его для передачи больших массивов данных, (как если бы между ними существовало прямое физическое соединение). Канал является дуплексным: данные могут одновременно передаваться в обоих направлениях. Сетевой уровень - основа модели ТСР/IP. Именно на этом уровне реализуется принцип межсетевого соединения, в частности маршрутизация пакетов. На сетевом уровне протокол реализует ненадежную службу доставки пакетов по сети без установления соединения. IP - основной протокол сетевого уровня, обеспечивает передачу пакетов в составной сети. IP-протокол используется обоими протоколами транспортного уровня. IP определяет базовую единицу передачи данных в Internet, IP-пакет. С помощью IP-протокола: 1)каждый TCP-пакет или датаграмма снабжается адресом; 2)определяется маршрут отдельно для каждого пакета данных. На канальном уровне для каждой сетевой технологии разрабатываются протоколы, по которым IP-пакеты встраиваются в кадры используемых технологий. TCP/IP привлекает своей масштабируемостью, предоставляя одинаковые возможности глобальным и локальным сетям.