Раздел 1 Введение в вычислительные системы и сетевую

Раздел 1 Введение в вычислительные системы и сетевую обработку данных Занятие 3. Физический уровень связи и уровень канала данных

Содержание Физический уровень OSI Канальный уровень OSI Подуровень MAC Методы множественного уровня Подуровень LLC Дайтаграммное взаимодействие Дайтаграммное квитированием Логическое соединение Взаимодействие MAC и LLC взаимодействие с

Физический уровень OSI На физическом уровне определяются: характеристики электрических сигналов, механические свойства кабелей и разъемов физическая топология сети способ кодирования информации способ общей синхронизации

Канальный уровень OSI В соответствии с модель IEEE 802. 1 канальные протоколы структурированы по двум подуровням: • управление доступом к среде MAC (Media Access Control) • управление логической связью LLC (Logical Link Control)

Подуровень МАС Поддерживает множественный доступ к каналу связи Осуществляет прием и передачу информационных и управляющих кадров Обнаруживает ошибки по проверочной последовательности кадров, либо по его длине В некоторых случаях исправляет ошибки связи

Методы множественного доступа Метод множественного доступа определяет способ, с помощью которого несколько станций разделяют во времени единую среду передачи: • случайный доступ • пропорциональный доступ • приоритетный доступ • локально-приоритетный доступ, свойственный кольцевой топологии

Методы случайного доступа Случайный доступ предназначен для работы в условиях возникновения конфликтов из-за одновременной передачи сообщений несколькими станциями Наиболее известным является случайный коллективный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов получил название CSMA/CD (Carrier Sence Maltiple Access with Collision Detection) Был реализован в локальной сети Ethernet в 1973 году

Метод CSMA/CD (Ethernet) Использует: • прослушивание до передачи для контроля несущей на которой ведется передача • прослушивание во время передачи для определения конфликта между двумя и более станциями • случайную отсрочку во времени для уменьшения вероятности повторного конфликта • глобальное тактирование для повышения надежности работы сети

Пропорциональные методы множественного доступа Для пропорциональных методов доступа характерна работа по заранее известному расписанию Управление сетью при этом методе доступа может быть как распределенное, так и централизованное

Пропорциональные методы множественного доступа Наиболее распространена передача жезла (маркера, т. е. управляющего кадра) на общей шине, звезде и в кольце, при котором жезл последовательно передается от одной станции к другой, давая им право на передачу Наиболее известны Arcnet (фирма Datapoint) и стандарт IEEE 802. 4 ( проект MAP/TOP)

Приоритетные методы множественного доступа Приоритетный метод доступа предполагает конкуренцию среди источников за право вести передачу, и доступ к каналу получает станция с наибольшим приоритетом Назначение приоритетов может быть как статическим, так и динамическим

Локально-приоритетные способы доступа При локально-приоритетном методе станция-источник передает информацию в канал в зависимости приоритета проходящего мимо пакета информации и своего собственного состояния К таким сетям относятся Cambridge Ring, Token Ring, FDDI и т. д.

Подуровень LLC Режимы функционирования: дейтаграммное взаимодействие с квитированием установление логического соединения

Дейтаграммное взаимодействие По запросу на передачу с вышележащего уровня формируется кадр данных и выталкивается в канал, вся ответственность за правильность приема возлагается на станцию-приемник L. Data. запрос LLC A MUI LLC B L. Data. индикация Среда МАС

Дейтаграммное взаимодействие Кадр данных просто сбрасывается в случае неправильного приема L. Data. запрос LLC A LLC B MUI Среда МАС

Дейтаграммное взаимодействие Режим дейтаграммного взаимодействия предназначен на для быстрой передачи небольших объемов информации Накладные расходы при использовании данного режима – минимальны Производительность приема и передачи кадров в данном режиме - максимальна

Дейтаграммное взаимодействие с квитированием По запросу на передачу с вышележащего уровня формируется кадр данных и выталкивается в канал, при этом устанавливается тайм-аут Т, во время которого станция-приемник А ожидает подтверждения L. Data. запрос LLC A CAI. запрос Т Среда МАС LLC B

Дейтаграммное взаимодействие с квитированием Приемник посылает положительное подтверждение в случае успешной доставки кадра L. Data. запрос LLC A LLC B CAI. запрос Т L. Data. индикация L. Data. запрос CAI. ответ Среда МАС

Дейтаграммное взаимодействие с квитированием Если за время тайм-аута Т квитанция не приходит, то станция–источник посылает кадрдубликат и опять устанавливает тайм-аут L. Data. запрос LLC A CAI. запрос Т CAI. дубликат Т Среда МАС LLC B

Дейтаграммное взаимодействие с квитированием Если за время второго тайм-аута Т квитанция не опять приходит, то станция–источник отказывается от передачи данного кадра и переходит к обслуживанию следующего запроса L. Data. запрос LLC A CAI. запрос Т CAI. дубликат Т L. Data. запрос CAI. запрос Среда МАС LLC B

Дейтаграммное взаимодействие с квитированием Режим дейтаграммного взаимодействия с квитированием предназначен на для надежной передачи небольших объемов информации Накладные расходы при этом режиме по сравнению с остальными- средние Производительность - минимальна за счет использования старт-стопного механизма обработки запросов вышележащего уровня и двукратного ожидания тайм-аута

Логическое соединение Логического соединения между источником и приемником: • обнаруживает ошибки в виде • нарушения последовательности передачи • приход кадров-дубликатов • неверно сформированные поля • все ошибки исправляет с помощью повторной передачи

Логическое соединение Логического соединения между источником и приемником отрабатывается в виде трех последовательных фаз: • установление логического соединения • передача кадров по логическому соединению • разрыв логического соединения Режим логического соединения предназначен на для надежной передачи больших объемов информации

Логическое соединение Станция-источник А посылает запрос на установку соединения SABM , на который ждет ненумерованное подтверждение UA от В Получив UA, станция А оповещает свой вышележащий уровень, что соединение установлено L. Data. запрос LLC A Т SABM LLC B UA L. Data. индикация L. Data. ответ Среда МАС

Взаимодействие между MAC и LLC Взаимодействие между подуровнями MAC и LLC происходит с помощью следующих примитивов M. Data. запрос - запрос на передачу M. Data. индикация - оповещение о приходе кадра M. Data. ответ - ответная реакция на запрос M. DATA. запрос LLC MAC M. DATA. индикация M. DATA. ответ