7.Классификация выч. Сетей(сети с коммутацией каналов,сообщений,пакетов).

В сетях с коммутацией каналов, перед тем как две Абонентские машины начнут передачу данных должно быть установлено прямое физическое соединение, состоящее из выделенных в их монопольное использование нескольких каналов, соединяющих машины.

С ростом протяженности каналов и с ростом числа машин выявились 2 недостатка:

а) низкое КПД использования каналов

б) долгое время установления прямого соединения.

Метод коммутации сообщений - обмен данными между машинами осуществляется блоками данных произвольной длины, называемых «сообщениями». Здесь не требовалось создавать прямое физическое соединение между взаимодействующими машинами. Сообщение направлялось в первый свободный канал на пути к адресату.

Недостатки:

а) так как сообщение передавалось целиком, то оно могло иметь большую длину – чаще возникали ошибки;

б) из-за большой длины сообщений для их хранения в промежуточных узлах маршрута были необходимы большие объемы памяти.

Метод коммутации пакетов – перед передачей длинного сообщения в коммуникационную сеть, оно разбивалось на короткие блоки фиксированной длины (пакеты). Все пакеты одного сообщения последовательно нумеровались и затем передавались последовательно в первый свободный канал по направлению к адресату. Различные пакеты одного и того же сообщения могли прийти к адресату разными путями и не в той последовательности. Адресат получает пакеты сообщения и собирает их.

Достоинства: меньше ошибок, пакеты могли двигаться параллельно, и каналы использовались эффективно, требовалось меньше памяти.

Недостатки: метод не прозрачен во времени, то есть не можем спрогнозировать при отправке, когда пакет достигнет адресата.

8.Программная структура, уровни программной структуры.

При разработке программной структуры, разработчики использовали следующие 3 критерия:

1)Открытость ПО сети – означает возможность расширения без изменения уже существующих программ. Смысл здесь в следующем: Если имеется готовая сеть и пользователь имеет приложение, то любая модификация сети не должна приводить к изменению уже существующих рабочих программ.

2)Прозрачность – скрытие от пользователя всех сложных механизмов функционирования сети, т.е. пользователь должен жить просто - удобный интерфейс работы с сетью и не вдаваться в подробности механизма передачи по сети.

3)Эффективность – отношение производительности к стоимости.(исходя из этих критериев стандарт рекомендует строить ПО сетей по многоуровневому модульному принципу. При этом модули различных уровней должны не зависеть друг от друга и взаимодействовать только с соседними уровнями по строго определенным правилам).

Стандарт рекомендует следующие 7 уровней программной структуры:

1)Физический

2)канальный

3)сетевой

4)Транспортный

5)Сеансовый

6)Представительный

7)прикладной

Физический – программы 1-го физического уровня управляют устройствами передачи данных, в основном это драйверы различных устройств.

Канальный уровень – Программы управляют передачей данных между 2-мя соседними узлами сети, связанными между собой физическим каналом. Канальный уровень выполняет все функции, связанные с передачей данных.

Сетевой уровень – Программы сетевого уровня ответственны за маршрутизацию пакетов по сети, в каждом узле сети программы сетевого уровня выбирают маршрут следующих транзитных пакетов.

Транспортный уровень – Программы транспортного уровня ответственны за передачу пакетов в сеть в узле отправителе и прием пакетов сети в узле передачи. Именно программы транспортного уровня разбивают сообщения на пакеты перед его передачей в сеть и собирают из пакетов сообщения при их приеме из сети.

Сеансовый уровень – Программы сеансового уровня ответственны за создание и поддержку работоспособности сеанса связи между узлом отправителем и узлом получателем.

Представительный уровень – Программы представительного уровня преобразуют команды и данные к виду, удобному для пользователя

Прикладной уровень - Программы прикладного уровня представляют интерфейс взаимодействия с сетью для пользователей и прикладных программ пользователей. В качестве интерфейса для пользователя обычно выступает набор команд, с помощью которых пользователь вызывает различные сетевые функции, а для прикладных программ набором API функций.

9.Процедура взаимодействия между соседними уровнями.

Для обеспечения независимостей уровней друг от друга, стандарт рекомендует строгую процедуру взаимодействия между соседними уровнями:

Рис9

Цифры в структурах – это уровни.

- прикладная программа

- программа управлением представлением

- программа управления сеансами связи

- программа управления передачей

- программа управления сетью

- программа управления информационным каналом

- образуют процесс

Точка взаимодействия процесса с транспортным уровнем называется портом. Каждый процесс может иметь несколько взаимодействий(а взаимодействует с b).

Предположим, что передает блок данных в . В соответствии со стандартом, эта передача будет выглядеть следующим образом:

1)П/П передает данные программе управления представлением, которая выполняет необходимые преобразования данных для их передачи и передает преобразованные данные в программу управления сеансами связи

2) программа управления сеансами связи создает сеанс связи между процессом «а» и процессом «б» и определяет порты для этого взаимодействия, после этого программа управления сеансами связи добавляет концевик К1, полученная структура данных называется сообщение, заголовок сообщения З1 содержит адреса взаимодействующих портов, а концевик содержит контрольную сумму сообщения.

3)Сформировав сообщение, программа управления сеансами связи издает его на следующий 4-й транспортный уровень, здесь программа управления представлением разбивает сообщение на фрагменты и добавляет в каждый фрагмент свой концевик и заголовок.

4)Заголовок З2 содержит номер фрагмента в сообщении, а концевик К2 – контрольную сумму фрагмента. Фрагменты передаются на следующий 3й – сетевой уровень, здесь программа управления сетью добавляет к фрагментам свой заголовок З3 и концевик К3, полученная структура данных называется пакет.

5)Заголовок пакета З3 содержит адреса взаимодействующих узлов, а концевик пакета К3 содержит контрольную сумму пакета, пакет передается на следующий 2й конечный уровень. Здесь программа управления информационным каналом добавляет к нему свой заголовок З4 и концевик К4, полученная структура называется кадр. Заголовок кадра обычно содержит управляющие символы для драйверов устройств передачи данных, задающее режим передачи кадра по физическому каналу, К4 содержит контрольную сумму кадра.

6)Кадр передается по физическому каналу в соседний узел и программа управления информационным каналом

После принятия кадра по его концевику К4 проверяет правильность принятого кадра, если обнаружена ошибка, запрашивается повторная передача, если ошибка не обнаружена, то программа управления информационным каналом удаляет З4 и К4 и выделенный таким образом пакет передает на следующий 3й уровень, здесь программа управления сетью проверяет правильность пакета К3, по З3 определяет предназначен ли этот пакет текущему узлу (сравнивает адреса получателя со своим собственным), если адреса не совпадают, т.е. пакет транзитный, то программа управления сетью определяет дальнейший маршрут пакета и возвращает его на конечный уровень для передачи дальше по сети.

7)Если пакет предназначен текущему узлу, то программа управления сетью удаляет З3 и К3 и выделенный фрагмент передается на 4й уровень.

8)Программа управления передачей получив фрагмент сравнивает его и размещает его в нужном месте и убирает К2 и З2, после сборки полного сообщения, передает его на программу управления сеансами связи , программа управления сеансами связи получив сообщение проверяет его, определяет на какой порт его передать, удаляет К1 и З1 и передает его на программу управлением представлением, программа управлением представлением

выполняет необходимые преобразования данных и передает данные на прикладную программу.

В этой процедуре данные последовательно запаковываются в 4 пакета, каждый уровень работает только со своим заголовком и не анализирует содержимое конверта, за счет этого обеспечивается прозрачность и независимость уровней друг от друга.

10.Связь между логической, физической и программной структурой сети.

Следующий рисунок иллюстрирует связь между логической, физической и программной структурой сети:

Рис10.1

Под физической структурой сети понимают распределение логических служб по машинам и устройствам сети. Машина, которая выполняет хост –модуль – это хост машина, Км – коммуникационная машина, ТМ – машина терминальной службы.

Квадратики – процессы, треугольники – терминалы пользователей, пунктир – путь передачи данных от прикладного процессора до терминала пользователя.

Как видно из рисунка – ТМ и ХМ содержат все 7 уровней программной структуры, при этом даже при передаче проходят все 7 уровней. Самую простую структуру имеет КМ с 3-мя уровнями программной структуры. В МУС работают 4 уровня под которыми работает процесс управления сетью.

Самую сложную структуру имеет интерфейсная машина, соединяющая 2 разнотипных сети - по 4 нижних уровня каждой сети между которыми работает специальный процесс – транслятор, преобразующий команды и данные из формата одной сети в формат другой сети. Часто этот транслятор называют шлюзом.

Как движутся данные от ХМ к ТМ показано на след. Рисунке:

Рис10.2