П.Н. Афонин. «Информационные таможенные технологии»

Для контроля сети одна из станций выполняет роль так называемого активного монитора. Активный монитор выбирается во время инициализации кольца по специальному принципу. Если активный монитор выходит из строя, процедура инициализации кольца повторяется и выбирается новый активный монитор. Чтобы сеть могла обнаружить отказ активного монитора, последний в работоспособном состоянии каждые 3 секунды генерирует специальный кадр своего присутствия. Если этот кадр не появляется в сети более 7 секунд, то остальные станции сети начинают процедуру выборов нового активного монитора.

6.5.2. Сетевая технология FDDI

Технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — оптоволоконный интерфейс распределенных данных — это первая технология локальных сетей, в которой средой передачи данных является волоконно-оптический кабель. Работы по созданию технологий и устройств для использования волоконно-оптических каналов в локальных сетях начались в 80-е гг. XX в., вскоре после начала промышленной эксплуатации подобных каналов в территориальных сетях. Проблемная группа института ANSI разработала в период с 1986 по 1988 г. начальные версии стандарта FDDI, который обеспечивает передачу кадров со скоростью 100 Мбит/с по двойному волоконно-оптическому кольцу длиной до 100 км.

Технология FDDI во многом основывается на технологии Token Ring, развивая и совершенствуя ее основные идеи. Разработчики технологии FDDI ставили перед собой в качестве наиболее приоритетных следующие цели:

• повысить скорость передачи данных до 100 Мбит/с;
• повысить отказоустойчивость сети за счет стандартных процедур восстановления ее после различных отказов — повреждения кабеля, некорректной работы узла, концентратора, возникновения высокого уровня помех на линии и т. п.;
• максимально эффективно использовать потенциальную пропускную способность сети.

Сеть FDDI строится на основе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети. Наличие двух колец — это основной способ повышения отказоустойчивости в сети FDDI, и узлы, которые хотят воспользоваться этим повышенным потенциалом надежности, должны быть подключены к обоим кольцам.

В нормальном режиме работы сети данные проходят через все узлы и все участки кабеля только первичного (Primary) кольца, этот режим назван режимом Thru — «сквозным» или «транзитным». Вторичное кольцо (Secondary) в этом режиме не используется.

В случае какого-либо вида отказа, когда часть первичного кольца не может передавать данные (например, обрыв кабеля или отказ узла), первичное кольцо объединяется со вторичным (рис. 69), вновь образуя единое кольцо. Этот режим работы сети называется Wrap, т. е. «свертывание» или «сворачивание» колец.

Рис. 69. Физическая организация FDDI

Операция свертывания производится средствами концентраторов и/или сетевых адаптеров FDDI. Для упрощения этой процедуры данные по первичному кольцу всегда передаются в одном направлении (на диаграммах это направление изображается против часовой стрелки), а по вторичному — в обратном (изображается по часовой стрелке). Поэтому при образовании общего кольца из двух колец передатчики станций по-прежнему остаются подключенными к приемникам соседних станций, что позволяет правильно передавать и принимать информацию соседними станциями.

6.5.3. Сетевая технология Х.25

Сети Х.25 являются на сегодняшний момент самыми распространенными сетями с коммутацией пакетов, используемыми для построения корпоративных сетей. Основная причина в том, что долгое время сети Х.25 были единственными доступными сетями с коммутацией пакетов коммерческого типа, в которых давались гарантии коэффициента готовности сети. Сеть Internet также имеет долгую историю существования, но как коммерческая сеть она начала эксплуатироваться совсем недавно, поэтому для корпоративных пользователей выбора не было. Кроме того, Х.25 хорошо работают на ненадежных линиях благодаря протоколам с установлением соединения и коррекцией ошибок на двух уровнях — канальном и сетевом.

Сеть Х.25 состоит из коммутаторов, называемых также центрами коммутации пакетов, расположенных в различных географических точках и соединенных высокоскоростными выделенными каналами. Выделенные каналы могут быть как цифровыми, так и аналоговыми.

6.6. ПОНЯТИЕ «ОТКРЫТАЯ СИСТЕМА» И ПРОБЛЕМЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ

В компьютерных сетях идеологической основой стандартизации является многоуровневый подход к разработке средств сетевого взаимодействия. Именно на основе этого подхода была разработана стандартная семиуровневая модель взаимодействия открытых систем, ставшая своего рода универсальным языком сетевых специалистов.

Для решения сложных задач используется принцип декомпозиции, т. е. разбиение одной сложной задачи на несколько более простых задач-модулей.

Многоуровневое представление средств сетевого взаимодействия имеет свою специфику, связанную с тем, что в процессе обмена сообщениями участвуют две машины, т. е. в данном случае необходимо организовать согласованную работу двух «иерархий».

При передаче сообщений оба участника должны принять множество соглашений. Например, они должны согласовать уровни и форму электрических сигналов, способ определения длины сообщения, договориться о методах контроля достоверности и т. п. Другими словами, соглашения должны быть приняты для всех уровней, начиная от самого низкого — уровня передачи битов — до самого высокого, реализующего сервис для пользователей сети.

Формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах, называются протоколом.

Модули, реализующие протоколы соседних уровней и находящиеся в одном узле, также взаимодействуют друг с другом в соответствии с четко определенными правилами и с помощью стандартизованных форматов сообщений. Эти правила принято называть интерфейсом. Интерфейс определяет набор сервисов, предоставляемый данным уровнем соседнему уровню. В сущности, протокол и интерфейс выражают одно и то же понятие, но традиционно в сетях за ними закрепили разные области действия: протоколы определяют правила взаимодействия модулей одного уровня в разных узлах, а интерфейсы — модулей соседних уровней в одном узле.

Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком коммуникационных протоколов.

Модель OSI. На практике стремятся использовать стандартные протоколы, определяемые фирменными, национальными и международными стандартами.

В начале 80-х гг. разработана модель взаимодействия открытых систем (Open System Interconnection, OSI). Модель OSI определяет различные уровни взаимодействия систем, дает им стандартные имена и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень.

В модели OSI (рис. 70) средства взаимодействия делятся на семь уровней: прикладной, представительский, сеансовый, транспортный, сетевой, канальный и физический. Каждый уровень имеет дело с одним определенным аспектом взаимодействия сетевых устройств.

Программные приложения могут использовать для обмена как системные средства, так и реализовывать свои собственные протоколы взаимодействия, обращаясь к системным средствам.

Итак, пусть приложение обращается с запросом к прикладному уровню, например, к файловой службе. На основании этого запроса программное обеспечение прикладного уровня формирует сообщение стандартного формата. Обычное сообщение состоит из заголовка и поля данных. Заголовок содержит служебную информацию, которую необходимо передать через сеть прикладному уровню машины-адресата, чтобы сообщить, какую работу нужно выполнять. В нашем случае заголовок, очевидно, должен содержать информацию о месте нахождения файла и о типе операции, которую необходимо над ним выполнить.

Рис. 70. Модель взаимодействия открытых систем ISO/OSI

По мере перемещения сообщения от прикладного уровня к физическому уровню оно «обрастает» заголовками всех уровней. Когда сообщение по сети поступает на машину-адресат, оно принимается ее физическим уровнем и последовательно перемещается вверх с уровня на уровень. Каждый уровень анализирует и обрабатывает заголовок своего уровня, выполняя соответствующие своему уровню функции, а затем удаляет этот заголовок и передает сообщение вышележащему уровню.

Физический уровень имеет дело с передачей битов по физическим каналам связи, таким как, например, коаксиальный кабель, витая пара, оптоволоконный кабель. Функции физического уровня реализуются во всех устройствах, подключенных к сети. Со стороны компьютера функции физического уровня выполняются сетевым адаптером или последовательным портом.

Канальный уровень. На канальном уровне биты группируются в кадры. Обеспечивается корректность передачи каждого кадра путем помещения специальной последовательности бит в начало и конец каждого кадра для его выделения, а также путем вычисления контрольной суммы, добавляемой к кадру. При приходе кадра пользователю заново вычисляется контрольная сумма и сравнивается с контрольной суммой, приложенной к кадру. Если они не совпадают, то фиксируется ошибка, которая может быть исправлена повторной передачей кадра.

Сетевой уровень служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей.

Протоколы канального уровня локальных сетей обеспечивают доставку данных между любыми узлами только в сети с соответствующей типовой топологией, например, топологией иерархической звезды. В этой связи на сетевом уровне под термином «сеть» понимается совокупность компьютеров, соединенных между собой в соответствии с одной из стандартных типовых топологий.

<<   [1] ... [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] ...  [66]  >>