Скачать презентацию Сетевые информационные технологии Уровень передачи данных канальный уровень Скачать презентацию Сетевые информационные технологии Уровень передачи данных канальный уровень

Lek_05.ppt

  • Количество слайдов: 24

Сетевые информационные технологии Уровень передачи данных (канальный уровень) Ключевые аспекты организации уровня передачи данных Сетевые информационные технологии Уровень передачи данных (канальный уровень) Ключевые аспекты организации уровня передачи данных Обнаружение и исправление ошибок

Сетевые информационные технологии Уровень передачи данных Основная задача уровня передачи данных – быть способным Сетевые информационные технологии Уровень передачи данных Основная задача уровня передачи данных – быть способным передавать данные физического уровня по надежной линии связи, свободной от необнаруженных ошибок с точки зрения вышестоящего сетевого уровня. 2

Сетевые информационные технологии Ключевые аспекты организации уровня передачи данных Уровень передачи данных должен выполнять Сетевые информационные технологии Ключевые аспекты организации уровня передачи данных Уровень передачи данных должен выполнять ряд специфических функций. К ним относятся: 1. Обеспечение строго очерченного служебного интерфейса для сетевого уровня. 2. Обработка ошибок передачи данных. 3. Управление потоком данных, исключающее затопление медленных приемников быстрыми передатчиками 3

Сетевые информационные технологии Сервисы, предоставляемые сетевому уровню Задача уровня передачи данных – предоставление сервисов Сетевые информационные технологии Сервисы, предоставляемые сетевому уровню Задача уровня передачи данных – предоставление сервисов сетевому уровню а) виртуальное соединение б) реальное соединение 4

Сетевые информационные технологии Сервисы, предоставляемые сетевому уровню Уровень передачи данных может предоставлять различные сервисы. Сетевые информационные технологии Сервисы, предоставляемые сетевому уровню Уровень передачи данных может предоставлять различные сервисы. Обычно возможны следующие варианты: 1. Сервис без подтверждений, без установки соединения 2. Сервис с подтверждениями, без установки соединения 3. Сервис с подтверждениями. , ориентированный на соединение 5

Сетевые информационные технологии Сервисы, предоставляемые сетевому уровню Протокол передачи данных 6 Сетевые информационные технологии Сервисы, предоставляемые сетевому уровню Протокол передачи данных 6

Сетевые информационные технологии Пакеты и кадры Уровень передачи данных выполняет эту задачу передачи данных Сетевые информационные технологии Пакеты и кадры Уровень передачи данных выполняет эту задачу передачи данных при помощи разбиения входных пакетов, полученных с сетевого уровня, на кадры для передачи. В каждом кадре содержится заголовок, поле данных и трейлер. Обычный размер кадров колеблется от нескольких сотен до нескольких тысяч байт. Кадры данных передаются последовательно с обработкой кадров подтверждения, отсылаемых обратно получателем. Взаимодействие между пакетами и кадрами 7

Сетевые информационные технологии Формирование кадра Формирование и передача кадров http: //net. e-publish. ru/Dsw. Media/4_3. Сетевые информационные технологии Формирование кадра Формирование и передача кадров http: //net. e-publish. ru/Dsw. Media/4_3. htm 8

Сетевые информационные технологии Формирование кадра Физический уровень принимает необработанный поток битов и пытается передать Сетевые информационные технологии Формирование кадра Физический уровень принимает необработанный поток битов и пытается передать его по назначению. Уровень передачи данных должен обнаружить ошибки и , если нужно, исправить их. Один из способов разбиения на кадры – вставка временных интервалов между кадров. Методы маркировки границ кадров: 1. Подсчет количества символов. 2. Использование сигнальных байтов с символьным заполнением. 3. Использование стартовых и стоповых битов с битовым заполнением. 4. Использование запрещенных сигналов физического уровня. 9

Сетевые информационные технологии Формирование кадра 1. Подсчет количества символов а) поток символов без ошибок Сетевые информационные технологии Формирование кадра 1. Подсчет количества символов а) поток символов без ошибок б) поток символов с одной ошибкой 10

Сетевые информационные технологии Формирование кадра 2. Использование сигнальных байтов с символьным заполнением. кадр, ограниченный Сетевые информационные технологии Формирование кадра 2. Использование сигнальных байтов с символьным заполнением. кадр, ограниченный флаговыми байтами 11

Сетевые информационные технологии Формирование кадра 2. Использование сигнальных байтов с символьным заполнением. четыре примера Сетевые информационные технологии Формирование кадра 2. Использование сигнальных байтов с символьным заполнением. четыре примера байтовых последовательностей до и после символьного заполнения 12

Сетевые информационные технологии Формирование кадра 3. Использование стартовых и стоповых битов с битовым заполнением Сетевые информационные технологии Формирование кадра 3. Использование стартовых и стоповых битов с битовым заполнением Битовое заполнение: a)исходные данные b) данные на линии c) данные, сохраненные в памяти после удаления вставных битов 13

Сетевые информационные технологии Формирование кадра 4. Использование запрещенных сигналов физического уровня. Метод приемлем только Сетевые информационные технологии Формирование кадра 4. Использование запрещенных сигналов физического уровня. Метод приемлем только в сетях, в которых физический носитель обладает некоторой избыточностью. Пример: 1 бит кодируется парой высокого и низкого уровней сигналов (отрицательный перепад) 0 – парой низкого и высокого уровней (положительный перепад) Комбинации уровней сигналов низкий-низкий и высокий-высокий не используются для передачи данных, но могут использоваться в качестве ограничителей кадров 14

Сетевые информационные технологии Формирование кадра Обработка ошибок Для гарантии надежной доставки. Протокол требует от Сетевые информационные технологии Формирование кадра Обработка ошибок Для гарантии надежной доставки. Протокол требует от получателя посылать обратно специальные управляющие кадры, содержащие позитивные и негативные сообщения о полученных кадрах. Таймеры уровня передачи данных используются для избегания зависаний сети случае полной потери кадров Управление потоком с обратной связью Управление потоком с ограничением 15

Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Две основные стратегии для борьбы с ошибками: Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Две основные стратегии для борьбы с ошибками: Корректирующее кодирование Код с обнаружением ошибок Используется в сетях, где может возникать множество ошибок, например, беспроводные соединения Используется в высоконадежных сетях, например, оптоволоконных Каждый метод основывается на добавлении к передаваемым данным некоторой избыточной информации 16

Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующее кодирование 17 Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующее кодирование 17

Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующее кодирование Блочное - коды, в которых Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующее кодирование Блочное - коды, в которых информационный поток символов разбивается на отрезки и каждый из них преобразуется в определенную последовательность (блок) кодовых символов. В блочных кодах кодирование при передаче (формирование проверочных элементов) и декодирование приеме (обнаружение и исправление ошибок) выполняются в пределах каждой кодовой комбинации (блока) в отдельности по соответствующим алгоритмам. Непрерывные или рекуррентные коды образуют последовательность символов, не разделяемую на отдельные кодовые комбинации. Кодирование и декодирование непрерывно совершаются над последовательностью элементов без деления их на блоки. Формирование проверочных символов ведется по рекуррентным (возвратным) правилам, поэтому непрерывные коды часто называют рекуррентными или цепными 18

Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующее кодирование КАДР (n бит) = Данные Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующее кодирование КАДР (n бит) = Данные (m бит) + Контрольные биты (r бит) КАДР – n-битовое кодовое слово или кодовая комбинация n=m+r - общее число возможных кодовых комбинаций - число разрешенных кодовых комбинаций - число запрещенных кодовых комбинаций Избыточность корректирующего кода Относительная скорость кода - скорость передачи данных, H -производительность канала 19

Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующее кодирование Кодовое расстояние – количество бит, Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующее кодирование Кодовое расстояние – количество бит, которыми различаются два кодовых слова. Если два кодовых слова находятся на кодовом расстоянии d, то для преобразования одного кодового слова в другое понадобиться d ошибок в одиночных битах. 10001001 10110001 00111000 d=3 Минимальное кодовое расстояние – dmin, определяется при попарном сравнении всех кодовых комбинаций – расстояние Хемминга 20

Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующие коды Хемминга Построение кодов Хемминга базируется Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующие коды Хемминга Построение кодов Хемминга базируется на принципе проверки на четность веса W в информационной группе кодового блока. Весом W называют кодовое расстояние d(xi, x 0) между комбинацией xi и x 0=00… 0 Код с проверкой на четность. Правило формирования проверочного символа: Критерий правильности: n http: //net. e-publish. ru/Dsw. Media/4_2. htm (m+1, m) –код или (n, n-1)-код. dmin=2 21 код используется только для обнаружения однократных ошибок

Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующие коды Хемминга (7, 4) Классически код Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующие коды Хемминга (7, 4) Классически код Хемминга с маркировкой (n, m)=(2 r-1, 2 r-1 -r) т. е. (7, 4), (15, 11), (31, 26) и т. д. кодовое слово трехсимвольная последовательность - синдром 22

Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующие коды Хемминга кодер 23 Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующие коды Хемминга кодер 23

Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующие коды Хемминга декодер 24 Сетевые информационные технологии Обнаружение и исправление ошибок Корректирующие коды Хемминга декодер 24