Информационные сети
Основные понятия сетей ЭВМ. Понятия протокола и интерфейса. Анализ линий связи. Сравнительная характеристика сред передачи. Телефонные сети. Принципы и алгоритмы маршрутизации. Адресация в IP-сетях. Характеристика транспортных протоколов TCP и UDP.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курс лекций |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.05.2011 |
| Размер файла | 18,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Манчестерский код
В локальных сетях до недавнего времени самым распространенным методом кодирования был так называемый манчестерский код (рис. 2.16, г). Он применяется в технологиях Ethernet и Token Ring.
В манчестерском коде для кодирования единиц и нулей используется перепад потенциала, то есть фронт импульса. При манчестерском кодировании каждый такт делится на две части. Информация кодируется перепадами потенциала, происходящими в середине каждого такта. Единица кодируется перепадом от низкого уровня сигнала к высокому, а ноль -- обратным перепадом. В начале каждого такта может происходить служебный перепад сигнала, если нужно представить несколько единиц или нулей подряд. Так как сигнал изменяется по крайней мере один раз за такт передачи одного бита данных, т.о. манчестерский код обладает хорошими самосинхронизирующими свойствами. Полоса пропускания манчестерского кода уже, чем у биполярного импульсного. У него также нет постоянной составляющей, а основная гармоника в худшем случае (при передаче последовательности единиц или нулей) имеет частоту N Гц, а в лучшем (при передаче чередующихся единиц и нулей) она равна N/2 Гц, как и у кодов AMI или NRZ. В среднем ширина полосы манчестерского кода в полтора раза уже, чем у биполярного импульсного кода, а основная гармоника колеблется вблизи значения 3N/4. Манчестерский код имеет еще одно преимущество перед биполярным импульсным кодом. В последнем для передачи данных используются три уровня сигнала, а в манчестерском -- два.
Потенциальный код 2В1Q
На рис. 2.16, д показан потенциальный код с четырьмя уровнями сигнала для кодирования данных. Это код 2В1Q, название которого отражает его суть -- каждые два бита (2В) передаются за один такт сигналом, имеющим четыре состояния (1Q). Паре бит 00 соответствует потенциал -2,5 В, паре бит 01 соответствует потенциал -0,833 В, паре 11 -- потенциал +0,833 В, а паре 10 -- потенциал +2,5 В. При этом способе кодирования требуются дополнительные меры по борьбе с длинными последовательностями одинаковых пар бит, так как при этом сигнал превращается в постоянную составляющую. При случайном чередовании бит спектр сигнала в два раза уже, чем у кода NRZ, так как при той же битовой скорости длительность такта увеличивается в два раза. Таким образом, с помощью кода 2В1Q можно по одной и той же линии передавать данные в два раза быстрее, чем с помощью кода AMI или NRZI. Однако для его реализации мощность передатчика должна быть выше, чтобы четыре уровня четко различались приемником на фоне помех.
Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ), разностная ИКМ. Мультиплексирование с разделением по времени
Частотное мультиплексирование требует применения аналоговых схем и мало пригодно для управления компьютером. Мультиплексирование с разделением времени наоборот хорошо соответствует возможностям компьютера. Следует отметить, что он подходит только для работы с данными в цифровой форме. Поэтому сначала аналоговый сигнал надо оцифровать.
Оцифровка сигнала происходит на АТС куда приходит петля с аналоговым сигналом с помощью устройства, называемого кодек (codec - coder-decoder). Codec снимает показания с линии 8000 раз в секунду (каждый 125 сек). Теорема Найквиста говорит, что бессмысленно опрашивать канал с пропускной способностью 4000Гц чаще чем 8000 раз в секунду. Такой способ оцифровки данных называется импульсно кодовая модуляция (ИКМ) (Pulse-Code Modulation - РСМ) она составляет основу современных телефонных систем.
Импульсно-кодовая модуляция (PCM-модуляция) используется для оцифровки аналоговых сигналов перед их передачей. Чтобы получить на входе канала связи (передающий конец) PCM-модулированный сигнал из аналогового, амплитуда аналогового сигнала измеряется через равные промежутки времени. Количество оцифрованных значений в секунду (или скорость оцифровки) кратна максимальной частоте (Гц) в спектре аналогового сигнала. Мгновенное измеренное значение аналогового сигнала округляется до ближайшего уровня из нескольких заранее определенных значений. Этот процесс называется квантованием, а количество уровней всегда берется кратным степени двойки, например, 8, 16, 32 или 64. Номер уровня может быть соответственно представлен 3, 4, 5 или 6 битами. Таким образом, на выходе модулятора получается набор битов (0 или 1).
На приемном конце канала связи демодулятор преобразует последовательность битов в импульсы с тем же уровнем квантования, который использовал модулятор. Далее эти импульсы используются для восстановления аналогового сигнала.
Когда РСМ стало развиваться МКТТ не смогла добиться международного стандарта. В результате в разных странах действуют разные соглашения и приходиться ставить “черные ящики” на стыках систем, чтобы согласовать передачу.
На рис. показан стандарт распространенный в США и Японии Т1. Канал Т1 мультиплексирует 24 голосовых канала в течении каждых 125 сек. Каждый канал оцифровывается последовательно один за другим, а не все одно-временно. Каждый канал несет 8 бит: 7 бит - данные, 1 бит - сигнальный. Кроме этого Т1 кадр начинается со специального сигнального бита. Итого Т1 кадр несет 193 бита. Общая скорость передачи такого канала 125 сек по 193 бита дает 1544 Мbps. Собственно для данных используется 23 байта, а 24 байт используется для синхронизации.
В Европе и Великобритании используется другой стандарт Е1. Основные его отличия состоят в том, что
сокращено число бит на синхронизацию; используются все 8 разрядов в байте, а не 7 как в Т1.
используется 32 8 разрядных канала в 125 mсек, т.е. скорость достигается 2048 Мbps.
При использовании техники оцифровки аналогового сигнала возникает искушение сжать передаваемые данные. Метод разностной импульсно кодовой модуляции. Идея его в том, что если разность между соседними значениями не превосходит например 16, в то время как собственно значения колеблются в диапазоне 64, то вместо 6 разрядов нам потребуется всего 4. Есть другой метод, так называемая, дельта модуляция. В этом методе предполагается, что соседние значения отличаются не более чем на 1. Для голоса этот метод работает не плохо.
Другой метод - основан на экстраполяции очередного значения, на основе предыдущих. При этом передается разница между предсказанием и фактическим значением. Очевидно, что на обоих концах канала должен быть использован один и тот же алгоритм предсказания.
Мультиплексирование с разделением времени позволяет мультиплексировать уже смультиплексированные каналы. Так согласно стандарту Т1 4 канала Т1 могут быть объединены в один, затем 6 в один и 7 в один. Согласно Е1 каналы могут группироваться только 4, но имеется 4 уровня вложенности, а не три как в Т1. Поэтому скорость передачи в случае E1 : 2048, 8848, 34304, 139264, 565148 Мbps.
Сравнительная характеристика методов коммутации: каналов, сообщений, пакетов
Коммутация каналов
На рис.2-34 a и b показаны схемы работы при коммутации каналов и при коммутации пакетов.
Коммутацию каналов изобрел в ХIХ в. Алмонд Строугер (Almond Strowger). История этого изобретения достаточно интересна. Строугер был владельцем похоронного бюро в небольшом городке. В этом же городе было еще одно похоронное бюро, жена владельца которого работала на телефонной станции. Поэтому когда родственники умершего звонили и просили соединить с похоронным бюро ловкая жена тут же соединяла их со своим мужем. Поэтому Строугер оказался перед выбором: либо изобрести автоматический коммутатор, либо закрыть дело. Он предпочел первый вариант. Так был изобретен телефонный коммутатор. За истекшие 100 лет мало что изменилось.
Основной особенностью коммутации каналов является то, что канал точка-точка создается до того как данные начнут передаваться. Время соединения исчисляется секундами, а при удаленных звонках - до минуты. Прежде чем соединение возникнет сигнал запроса должен проложить маршрут. Это требует времени. Для многих компьютерных приложений такая большая задержка неприемлема или не желательна.
Если соединение установлено, то задержка при передачи составит 5 msec. на 1000 км. Если соединение установлено, то нет опасности что во время разговора Вы услышите сигнал занято.
Альтернативой коммутации каналов является коммутация сообщений . Этот метод использовался при передаче телеграмм. Сообщение получали целиком, затем целиком передавали по каналу, ведущему к абоненту. И так от оператора к оператору, пока сообщение не приходило к адресату. Здесь не надо было создавать соединение заранее. Однако, для такого способа передачи необходимо обеспечить нужное количество памяти для буферизации любого сообщения, сколь угодно длинного. Для преодоления этого недостатка был предложен метод коммутации пакетов.
пакеты имеют строг определенный небольшой размер и могут буферизоваться в основной памяти компьютера, а не в дисковой памяти.
абонент не может монополизировать линию, а поэтому возможен интерактивный режим.
другое достоинство коммутации пакетов хорошо видно из рис.2-35: конвейерность.
Основные различия этих методов:
при коммутации каналов создается линия, пропускная способность которой полностью резервируется за двумя абонентами, вне зависимости от того, какая пропускная способность реально потребуется. При коммутации пакетов физическая линия может быть использована разными пакетами.
при коммутации каналов гарантировано что все данные поступят абоненту и в том порядке, в каком их послали. При коммутации пакетов из-за ошибок маршрутизации пакеты могут быть направлены не по назначению, порядок их поступления абоненту не гарантируется.
коммутация каналов абсолютно прозрачна для абонентов. Они могут пересылать данные в любой кодировке и формате. При коммутации пакетов формат и способ кодировки пакетов задан заранее.
При коммутации пакетов плата взимается за время соединения и число переданных пакетов. При коммутации каналов плата берется исключительно за время и длину соединения.
Типы коммутаторов. Коммутация временных каналов
Коммутаторы каскадные
Самый простой вид коммутаторов - это прямой коммутатор n x n . Он показан на рис.2-38. В каждой точке пересечения стоит полупроводниковый переключатель, который замыкает соответствующие линии.
Основной недостаток этого типа коммутаторов - квадратичный рост сложности (число пересечений) при увеличении n. Даже если учесть, что нам требуется только половина пересечений (выше или ниже диагонали), то все равно нам надо порядка n2/2 переключателей. При n=1000 на кристале можно поместить такое количество переключателей, но приделать к нему 2000 ножек невозможно. Поэтому такие прямолинейный решения возможны лишь для небольших организаций.
На рис.2-39 показан каскадный коммутатор. Идея построения этого типа коммутаторов такова: разделить простой коммутатор на части, которые соединить между собой промежуточными дополнительными коммутаторами. Рассмотрим пример трехслойного каскадного коммутатора. В первом слое N входных линий разбиваются на k группы по n линий в каждой. На втором слое N/n простых коммутаторов соединяются с k коммутаторами (N/n)x(N/n) каждый. Третий каскад повторяет первый в обратном порядке: не n x k, а k x n.
Посчитаем сложность. Первый каскад содержит
(N/n)x nk = Nk точек пересечения.
Второй каскад имеет kN/n точек пересечения. Третий каскад по сложности такой же как и первый. Таким образом получаем:
2kN+k(N/n)2 точек пересечения.
При N=1000, n=50 и k=10 нам потребуется всего 24000 точек пересечения, вместо 499500, как было бы при простом коммутаторе.
Однако, каскадные коммутаторы имеют недостаток - блокировка коммутаторов второго слоя. На рис.2-39 а второй слой может коммутировать одновременно только 8 звонков. Девятый звонок буден заблокирован. Коммутатор на 2-39 b лучше. Там 12 входов на втором каскаде, но он и дороже. Клос (Clos) в 1953 году показал, что при k=2n-1 блокировок не будет.
Коммутаторы с разделением времени
Другой способ коммутации с разделением времени показан на рис.2-40. Пусть у нас есть n линий, которые нам надо коммутировать. Эти линии ска-нируются в течении определенного вре-менного слота после-довательно. Образуется кадр из n ячеек по k битов в каждой. Например в стандарте Т1 каждая ячейка содержит по 8 бит, а всего 8000 кадров секунду.
Затем кадр попадает в коммутатор ячеек. Коммутатор ячеек переставляет ячейка в соответствии с таблицей коммутации. Обработка кадра происходит следующим образом. Входной кадр записывается в память в том порядка как ячейки считывались с линий. Затем ячейка считываются из памяти в порядка, задаваемом таблицей коммутации.
Ясно что таблица коммутации - это вектор перестановок, а скорость коммутации ограничена скоростью считывания из памяти. Например, если временной слот 125сек и нам надо обработать кадр из n ячеек, а время считывания из памяти Т, то 2nT = 125 или n= 125/2T. Если скорость памяти 100n сек, то мы сможем обработать не более 625 линий.
Архитектура и основные принципы организации взаимодействия в ISDN
Цифровые сети с интегрированным сервисом (ISDN)
Более ста лет основной инфраструктурой, используемой в обществе для передачи данных, была телефонная сеть. Эта сеть создавалась исключительно для передачи голоса в аналоговой форме и не удовлетворяла современным требованиям. Под давлением требований пользователей в цифровой передачи данных, МКТТ в 1984 году собрал конгресс, где было принято решение о создании новой полностью цифровой телефонной сети с коммутацией каналов в начале 21 века. Эта новая сеть называется Цифровая Сеть с Интегрированным Сервисом (ISDN - Integrated Service Digital Network).
Основной целью ISDN объединение в рамках одной сети голоса, звука, изображения и цифры. Однако по прежнему в центре внимания телефон. ISDN телефон должен обеспечивать самый разнообразный сервис: программируемые функции, показ номера телефона, от которого поступил звонок, имя звонящего, умение работать с компьютером - выдать запрос к базе данных и высветить на экране ответ, переадресовать звонки, удаленный доступ к своему телефону, автоматические звонки в скорую помощь, полицию, пожарную службу в случае опасности и т.д.
Архитектура N-ISDN сетей
Основой ISDN архитектуры является концепция потока битов в цифровой форме или просто цифрового потока между пользователем и системой передачи, через которую этот поток будет передаваться. При этом не важно как был сформирован этот поток битов - телефоном, факс- машиной, компьютером и т.п.
Цифровые потоки могут и фактически мультиплексируются. Концепция цифрового потока строго специфицирована. Там строго определены интерфейсы, формат цифрового потока и правила мультиплексирования потоков. Было разработано два стандарта: один для низко скоростной передачи для домашнего использования и высоко скоростной - для бизнес приложений. Бизнес потоки также могут мультиплексироваться.
На рис.2-41 показаны основные конфигурации использования ISDN дома или в небольшой организации. Поставщик сервиса устанавливает сетевое оконечное устройство пользователя - NT1. NT1 соединено с одной стороны с ISDN оборудованием пользователя, а с другой с ISDN устройством обмена в помещении поставщика сервиса. NT1 может быть удалено от ISDN устройства обмена на несколько километров и соединено с ним витой парой, оставшейся от обычного телефонного соединения. К одному NT1 может быть подключено до 8 ISDN устройств пользователя. С точки зрения пользователя, граница сети - NT1 устройство.
Для производственных нужд модель 2-41 а не подходит, так как там может потребоваться существенно больше ISDN оконечных устройств, функционирующих одновременно, например, телефонов. Поэтому там используется схема 2-41 b. В этой схеме используется устройство NT2 - PBX (Private Branch eXchange), которое мы будем называть устройством обмена второго уровня. PBX соединен с NT1 и обеспечивает связь с телефонами, терминалами в офисе и их мультиплексирование. Таким образом, PBX - это по существу ISDN коммутатор.
МКТТ определило четыре вида точек подключения для ISDN сетей: R, S, T, U. U - определяет соединение между ISDN устройством обмена и NT1. На сегодня это медная витая пара, вскоре - оптоволоконная линия. Т - определяет подключение NT1 к оборудованию в офисе пользователя. S - подключение PBX и ISDN терминалов. R - адаптер между ISDN терминалом и не ISDN оборудованием.
Подключение типа Т позволяет подключить 23 64 Kbps каналов, что хорошо укладывается в стандарт Т1 в США и Японии и 30 64Kbps для Евпропы. Однако, надо подчеркнуть, что для одного N- ISDN терминала доступна скорость не более 64 Kbps.
64Кbps в 1980-х это было смело, сейчас когда LAN - 10Mbps и переходят на 100Mbps, своего рода шутка. Описанный выше ISDN сервис, изначально столь интенсивно внедрявшийся, к сожалению быстро устарел. Дело в том, что успехи в области электроники (микропроцессоры), быстрый рост пропускной способности каналов передачи данных, развитие сферы развлечений и бизнес приложений быстро обогнали возможности ISDN. С другой стороны процесс стандартизации в области ISDN шел столь медленно, что не поспевал за потребностями. Поэтому этот вид ISDN стали называть низкоскоростным ISDN или N-ISDN. N-ISDN может сохранить свою актуальность для недорогих домашних приложений типа, недорого доступа к Internet.
Высокоскоростные ISDN сети и ATM сети
МКТТ быстро осознало отставание N-ISDN и предложило новое поколение ISDN сетей B-ISDN (Broadband ISDN) - высокоскоростной ISDN. B-ISDN фактически - это цифровые виртуальные каналы, по которым движутся пакеты фиксированной длины (ячейки) со скоростью 155 Mbps. Такой скорости вполне достаточно, чтобы удовлетворить даже такие приложения как высоко качественное телевидение и, похоже, что эта скорость будет увеличена в ближайшие годы.
Если N-ISDN был смелый шаг вперед, то B-ISDN - прыжок в неизвестное. Открываются огромные перспективы, но надо проделать огромный объем работы. Основу B-ISDN составляет АТМ, который мы бегло рассмотрели в первой части курса. АТМ - технология с коммутацией пакетов, в то время как PSTN и ISDN - сети с коммутацией каналов. Области коммутации каналов накоплен огромный опыт. Так что переход на коммутацию пакетов - это технологический, принципиальный шаг вперед.
Ясно, что для B-ISDN витая пара, основа телефонной петли не годится. Она должна быть заменена, по крайней мере на витую пару 5 категории. Существующие телефонные коммутаторы не годятся и должны быть заменены коммутаторами нового поколения, работающих на иных принципах. Единственно, что похоже удастся сохранить - оптоволоконные магистрали.
Итак, весь более чем вековой опыт, накопленный людьми в области телекоммуникаций, плюс затраты на создание соответствующей инфраструктуры должны быть выброшены. А это сотни миллиардов долларов. Так что это не такой простой шаг. Однако, если он не будет сделан телефонными компаниями, его сделает кабельное телевидение.
В силу выше сказанного мы подробнее остановимся на B-ISDN и АТМ соответственно
Виртуальные каналы и коммутация каналов
B-ISDN построен на своего рода компромиссе между коммутацией каналов и коммутацией пакетов. Сервис в этих сетях ориентирован на соединения, но эти соединения не есть с коммутированные каналы. Это - коммутированные виртуальные каналы. Есть два вида коммутируемых каналов - постоянно виртуальные каналы и коммутируемые виртуальные каналы.
В сети с коммутацией каналов установить соединение означает создать физическое соединение между источником и получателем. Это очень четко видно на каскадных коммутаторах, с коммутаторами с разделением времени это не столь очевидно. В сетях с виртуальными каналами, таких как АТМ, то, что соединение установлено означает, что маршрут между источником и получателем выбран. Это означает, что в таблицах коммутаторов заранее известно по какому маршруту направлять тот или иной пакет. На рис.2-43 показан пример коммутации виртуальных каналов между Н1 и Н5. Когда пакет поступает в коммутатор, то просматривают его заголовок, чтобы определить к какому виртуальному соединению он принадлежит и направляют по надлежащей физической линии. Подробно как это происходит мы рассмотрим позднее.
Установление постоянного соединения означает, что в таблицах коммутаторов заранее прописаны соответствующие значения без относительно того есть трафик или нет.
Передача в ATM сетях
К уже было сказано АТМ - это асинхронный способ передачи. В стандарте Т1 данные передаются строго синхронно. Каждые 125сек порождается новый кадр. Эта скорость поддерживается специальными часами - мастер таймером. Каждый слот в кадре содержит один бит из вполне определенного источника. Порядок сканирования источников строго фиксирован.
В АТМ нет строго порядка поступления ячеек от различных источников. Ячейки могут поступать от разных источников и в разном порядке. Не важно даже, чтобы поток ячеек, от одного компьютера, был непрерывен. Если возникают разрывы, то они заполняются ячейками ожидания.
АТМ не ограничивает формат самой ячейки. Единственно что требуется, чтобы ячейки могли передаваться носителями (кадрами, фреймами и т.п.) в рамках таких стандартов как Т1, Т3, Е1 и т.п.
В настоящее время скорость 155,52Mbps является стандартной для АТМ, равно как и учетверенная скорость - 622,08Mbps. Однако, в ближайшем будущем ожидается достижение 44 736 Mbps.
Стандартной средой передачи является оптоволокно. Однако на расстояниях в сотни метров можно использовать коаксиал или витую пару 5 категории. Оптоволокно может покрывать расстояния на многие километры. Каждая линия соединяет либо компьютер с АТМ переключателем или два АТМ переключателя. По каждой линии передача возможна только в одном направлении. Поэтому для обеспечения полного дуплекса надо две АТМ линии. С помощью АТМ переключателей возможно дублирование одной и той же ячейки для передачи ее по нескольким линиям.
Коммутаторы АТМ.
АТМ переключатели
Здесь мы рассмотрим основные принципы организации АТМ переключателей и их функционирования.
Рис.2-45 показана общая схема организации АТМ переключателя. Есть набор входных линий, по которым ячейки поступают в переключатель. Как правило, такое же число выходных линий, по которым ячейки двигаются после коммутации. Переключатель работает синхронно, в том смысле, что за один цикл считывается одна ячейка с одной из входных линий, передается на переключающий центр и затем на соответствующую выходную линию.
Переключатель может быть конвейерным, т.е. обработка одной ячейки может занимать более одного цикла. Ячейки поступают асинхронно, т.е. таймер переключателя отмечает момент начала поступления ячейки. Если ячейка не поступили за один цикл, то она должна ожидать начала следующего цикла.
Обычно ячейки поступают со скоростью 150 Mbps. Учитывая размер ячейки 53 байта, получаем около 360 000 ячеек/сек. Таким образом, на обработку одной ячейки приходится около 2.7 сек. Коммерческие переключатели имеют от 16 до 1024 входных линий, т.е. переключатель должен быть в состоянии обрабатывать за 2.7 сек от 16 до 1024 ячеек. При скорости 622Mbps переключающий центр должен обрабатывать одну ячейку примерно за 100 nсек. Это возможно благодаря тому, что ячейки фиксированной длины и небольшого размера (53 байта). При переменной длине и большем размере задача создания АТМ переключателя была бы намного сложнее.
Все АТМ переключатели должны:
терять как можно меньше ячеек;
никогда не менять порядок поступления ячеек по одному виртуальному соединению.
Первое требование означает, что АТМ переключатель должен обеспечивать скорость переключения достаточно большой, чтобы не терять ячейки. 1 ячейка на 1012 ячеек - вполне приемлемая скорость. В больших переключателях теряется 1-2 ячейки за час работы. Второе требование сохранять порядок поступления ячеек неизменным естественно существенно усложняет конструкцию переключателя, но это требование АТМ стандарта.
Одной из ключевых проблем конструкции АТМ переключателей является - что делать когда сразу по нескольким линиям пришли ячейки, которые должны быть отправлены по одной и той же выходной линии? Напрашивается решение: взять одну ячейку, обработать ее, а другую сбросить. Но в силу требования 1 оно не годиться.
Возможно другое решение: буферизовать яче-йки на входе. Идея этого решения показана на рис.2-46. Пусть в начале цикла 1 (2-46 а) поступило четыре ячейки, две из которых должны быть отправлены по линии 2. Поскольку за линию 2 возник конфликт, то только три ячейки предаются на выходные линии. Поэтому к началу цикла 2 (2-46 b) на выходе переключателя появятся три ячейки, но на вход поступят новые. К началу цикла 3 ( 2-46 с) на входе останется только одна ячейка, и очередь рассосется только на четвертом цикле. Здесь надо быть очень осторожным, чтобы дисциплина обслуживания возникающих очередей была бы справедливой и равномерно обслуживала очереди на всех линиях.
Недостаток этого решения в том, что очередь на входе может блокировать даже те ячейки, которые должны быть перекоммутированы на те линии, на которых нет конфликтов. Поэтому по соответствующему виртуально соединению скорость упадет. Этот эффект называется блокировкой на входе. Кроме этого буферизация ячейки на входе требует дополнительной логики в схемах, что усложняет конструкцию.
Альтернативным решение может быть буферизация на выходе. Это решение показано на рис.2-47. Если несколько ячеек должно уйти по одной и той же линии, то они передаются на выход и буферизуются там. Это требует меньше циклов. В нашем примере только 3.
Рассмотрим конструкцию АТМ переключателя с буферизацией на выходе. Этот тип переключателей называется переключатель выталкивающего типа. Он показан на рис.2-48 для конфигурации 8х8 линий. Здесь каждая входная линия соединена с шиной, к которой подключены все выходные линии. Каждая входная шина имеет свой механизм управления, не зависящий от других , что существенно упрощает конструкцию.
У каждой поступающей ячейки аппаратно анализируется заголовок, чтобы определить какому виртуальному соединению она принадлежит. Затем, с помощью таблицы коммутации, определяется выходная линия, через которую эта ячейка должна покинуть переключатель. Пересечение с соответствующей выходной линией активизируется. Поэтому когда пакет доходит до этого пересечения он поступает в буфер. Быстродействия переключателя достаточно, чтобы буферизовать на одном выходе все ячейки, если это потребуется, или размножить ячейки, если их надо разослать по нескольким виртуальным соединениям.
Естественно было бы буферизовать все конфликтующие ячейки в выходном буфере. Однако, для переключателей, например, на 1024 линии, нам потребовалось 1024х1024х53 байтов буферов. Too much! Выход из этой ситуации - выделение лишь n байтов на буфер. Если конфликтующих ячеек больше, то не попавшие в буфер сбрасываются. Здесь опять-таки надо быть осторожным, определяя на каких входных линиях сбрасывать ячейки, из каких выходных буферов выталкивать ячейки на очередном цикле так, чтобы не было дискриминации. Регулируя параметром n, можно варьировать стоимость и число сбрасываемых ячеек, что влияет на цену переключателя.
Переключатели Батчера-Баньяна
Основным недостатком переключателей выталкивающего типа является то, что переключающий центр - простой коммутатор, а это означает, что его сложность растет квадратично от числа коммутируемых линий. Из рассмотрения принципов построения коммутаторов для коммутации каналов мы уже знаем, что одно из решений - каскадные коммутаторы. Аналогичное решение возможно и для коммутации пакетов.
Это решение называется переключатели Батчера-Баньяна. Как и переключатели выталкивающего типа переключатель Батчера-Баньяна синхронный, т.е. за один цикл может обрабатывает несколько входных линий. На рис.2-49 а показан трех ступенчатый переключатель 8х8 Баньяна. Он так называется, поскольку похож на корни баньянового дерева. В баньяновых переключателях для каждого входа существует ровно один путь к любому из выходов. Маршрутизация пакета происходит в каждом узле на основе адреса выходной линии, которой должен достичь пакет. Адрес выходной линии известен из таблицы коммутации на входе. В данном случае трех битовый номер впереди ячейки используется в каждом узле для маршрутизации.
В каждом из 12 переключающих элементов есть два входа и два выхода. В зависимости от значения старшего разряда ячейка направляется либо в порт 0 либо в порт 1. Если обе ячейки, поступившие на вход одного и того же коммутирующего элемента, должны быть направлены на один и тот же порт, то направляется одна, а вторая сбрасывается.
Итак, адрес выходной линии анализируется в каждом элементе слева направо. Например, код 001 означает, что соответствующая ячейка бут направлена на верхний, верхний, а затем нижний порты. Коллизии в баньяновской сети возникают, когда в одном и том же элементе в одно и тоже время надо использовать один и тот же порт. На рис.2-50 а показаны коллизии. На рис.2-50 b те же 8 ячеек коммутируются без коллизий. Вывод: в зависимости от распределения ячеек на входе баньяновская сеть либо будет терять ячейки либо нет.
Идея Батчера состояла в том, чтобы переставить ячейки на входах так, чтобы в баньяновской сети конфликтов не возникало. Рис.2-50 b.
Для сортировки входов Батчер предложил специальный коммутатор. Подобно баньяновскому переключателю переключатель Батчера строится из элементов 2х2, работает синхронно и дискретно. В каждом элементе выходные адреса ячеек сравниваются. Больший направляется по стрелке, а меньший в противоположном направлении. Если ячейка одна, то против стрелки. Подчеркнем, что сравниваются не отдельные биты, а число.
Переключатели Батчера-Баньяна имею два основных недостатка:
если коллизия на выходе все-таки возникает, то они не умеют с ней бороться, только сброс:
рассылка одной и той же ячейки сразу на несколько выходов.
Было предложено несколько промышленных переключателей этого типа, которые по разному преодолевают эти недостатки.
Спутниковая связь
Идея создания системы связи на основе отражающего объекта, расположенного высоко над землей, давно витала в головах исследователей. Вначале пытались использовать металлизированный воздушный шар, воздушные плотные массы и т.д. и т.п. Однако, сигнал возвращался настолько слабым, что практическое использование такой системы было исключено. Первый спутник связи был запущен в СССР в 1962 году. Основное его отличие от того что предпринималось ранее - он усиливал сигнал, прежде чем отправить его назад на землю.
Спутник связи имеет несколько приемопередатчиков - транспондеров. Каждый транспондер слушает свою часть спектра, усиливает полученный сигнал и передает его обратно на землю в нужном направлении, на нужной частоте, отличной от частоты приема, чтобы избежать интерференции с принимаемым сигналом. Возвращаемый луч может быть по желанию либо широким, покрывая большую территорию, либо наоборот узко направленным.
Геостационарные спутники
Согласно 3-му закону Кеплера период вращения спутника пропорционален 3/2 степени орбитального радиуса. На высоте примерно 36000 км над экватором период спутника будет равен 24 часа. Такой спутник наблюдателю на экваторе будет казаться неподвижным. Такая неподвижность очень большое достоинство, так как в противном случае пришлось бы делать сложные антенные системы.
В силу интерференции волн неразумно было бы размещать такие спутники ближе чем 2 градуса экваториальной плоскости. Однако, если спутники работают на разной частоте, то это возможно. Таким образом, в одно и тоже время на экваториальной орбите может находится не более 180 спутников, работающих на одной и той же частоте. Так как часть из этих орбит зарезервирована не только для целей связи, то их на самом деле меньше.
Обычно спутник связи имеет 12-20 транспондеров с пропускной способностью 36-50 Мгц каждый. 50 Мbps транспондер может быть использован для передачи 50 Mbps потока данных и 800 64Kbps телефонных разговоров. Можно по-разному поляризовать сигналы так, что два транспондера смогут использовать одну и ту же частоту.
Первые спутники имели один широкий луч. Современные имеют несколько относительно узких луча, пятно которых охватывает несколько сот километров.
Относительно новой технологией является технология малых антенн, называемых VSAT - Very Small Aperture Terminals - терминалы с очень маленькой апертурой. Эти маленькие терминалы имеют антенну в 1 метр, способную излучать сигнал мощностью в 1 ватт. Они способны передавать данные со скоростью примерно 19.2 Kbps и принимать - 512 Kbps. Из-за малой мощности эти терминалы не могут взаимодействовать напрямую, но прекрасно это могут через специальный спутниковый хаб. Это компромисс - задержка в передачи за низкую стоимость передачи.
Спутниковые системы связи имеют существенные отличия от наземных систем точка-точка. Несмотря на то, что сигнал распространяется со скоростью света, задержка велика - 250-300 mсек, против 3-5сек/км на коаксиале, оптоволокне и т.д.
Спутниковые системы принципиально вещательного типа. Для некоторых приложений это очень важно. Стоимость передачи не зависит скольким получателям сообщение предназначено. Однако, проблема безопасности передаваемой информации здесь требует особого внимания - все слышат все, что передается. Выход - только шифрование.
Стоимость передачи не зависит от расстояния.
Этот способ передачи имеет очень низкий коэффициент ошибок при передаче.
Низкоорбитальные спутники
Изначально низко летящие спутники серьезно не рассматривались. Слишком быстро они проносились над определенным местом. В 1990 компания Моторола обратилась с проектом системы низко летящих спутников. Идея была очень проста: когда один спутник исчезал, подлетал другой, так что передача не прерывалась. Компания подсчитала, что потребуется 77 спутников на высоте 750 км. Позднее, уточнив, это число сократилось до 66. Этот проект получил название Иридиум ( 77 элемент - Иридий).
Основной задачей этого проекта обеспечить связь с наземными средствами, даже портативными, во всем мире. Этот проект вызвал ожесточенную конкуренцию со стороны других компаний. Все захотели строить низколетящие спутниковые системы. Было предложено множество других проектов, но все они похожи на Иридиум. Поэтому мы рассмотрим его. Надо отметить что этот проект непосредственно конкурирует с РСS/PCN сотовыми системами и, в случае успеха, делает их не столь необходимыми.
По оценкам компании Моторола стоимость проекта не превысит $3 с клиента за минуту. Это недорого и наверняка найдет сбыт. Однако, это вызовет жесткую конкуренцию со стороны сотовой телефонной связи.
Основные задачи уровня канала данных (УКД). Виды сервиса
Главной задачей УКД является обеспечение надежной, эффективной передачи данных между двумя соседними машинами. Под словами соседние мы понимаем, что эти две машины физически соединены проводом. Под проводом мы будем понимать любую физическую среду передачи данных, для которой справедливо что биты поступают получателю точно в той последовательности, в какой их послал отправитель. Эта простая, на первый взгляд, задача при детальном рассмотрении оказывается весьма сложной если учесть, что в канале могут возникать ошибки, при передаче возникают задержки и т.д.
Проблемы, решаемые на уровне канала данных
На уровне канала данных решается ряд проблем, присущих только этому уровню:
- реализация сервиса для сетевого уровня,
- объединение битов, поступающих с физического уровня в кадры,
- обработка ошибок передачи,
- управление потоком кадров.
Сервис, предоставляемый сетевому уровню
Первоочередной задачей канального уровня является обеспечение сервиса сетевому уровню. Назначение этого сервиса - помочь передать данные процесса на сетевом уровне одной машины процессу на сетевой уровень другой машины.
Канальный уровень может создаваться для различного сервиса, который может варьироваться от системы к системе. Однако, есть три общие вида сервиса:
Сервис без уведомления и без соединения.
Сервис с уведомлением и без соединения.
Сервис с уведомлением и с соединением.
Сервис без уведомления и без соединения не предполагает, что прием переданного кадра должен подтверждаться, что до начала передачи должно устанавливаться соединение, которое после передачи должно разрываться. Если в результате помех на физическом уровне кадр будет потерян, то никаких попыток его восстановить на канальном уровне не будет. Этот класс сервиса используется там, где физический уровень обеспечивает высокую надежность при передаче так, что восстановление при потери кадров можно оставить на верхние уровни. Он также применяется при передаче данных в реальном времени там, где лучше потерять часть данных, чем увеличить задержку в их доставке. Например, передача речи. Большинство ЛВС использует этот класс сервиса на канальном уровне.
Следующий класс сервиса - уведомление без соединения. В этом классе получение каждого посланного кадра должно быть подтверждено. Если подтверждения не пришло в течении определенного времени, то кадр должен быть послан опять. Этот класс сервиса используется над ненадежной физической средой передачи, например, беспроводной.
Можно конечно было бы подтверждать не кадры, а все сообщение на сетевом уровне. Однако, это было бы не выгодно для больших сообщений, при передаче которых разрушалось бы 10-20%. Повторная передача таких сообщений заняла бы больше времени, чем передача их отдельных фрагментов. Так что подтверждение на канальном уровне следует рассматривать как оптимизацию, а не необходимость.
Наиболее сложный класс сервиса на канальном уровне - сервис с уведомлением и соединением. Этот класс сервиса предполагает, что до начала передачи между машинами устанавливается соединение и данные передаются по этому соединению. Каждый передаваемый кадр нумеруется и канальный уровень гарантирует, что он будет обязательно получен и только один раз и все кадры будут получены в надлежащей последовательности. При сервисе без соединения этого гарантировать нельзя потому, что потеря подтверждения получения кадра приведет к его пересылке так, что появиться несколько идентичных кадров.
При сервисе с подтверждение и соединением передача разбивается на три этапа. На первом этапе устанавливается соединение: инициируются переменные на обоих машинах и счетчики, отслеживающие какие кадры были приняты, а какие нет. На втором этапе один или несколько кадров передается. На третьем - соединение разрывается: переменные, счетчики, буфера и другие ресурсы, использованные для поддержки соединения, освобождаются.
Не желательно на сетевом уровне заниматься пропажей кадров. Это задача канального уровня обеспечить надежный канал. Это особенно важно при беспроводной среде передачи.
Методы разбиения на кадры
Сервис, создаваемый канальным уровнем для сетевого, опирается на сервис, создаваемый физическим уровнем. На физическом уровне протекают потоки битов. Посланное количество битов не обязательно равно принятому, значение посланного бита так же не обязательно равно принятому. Все это требует специальных усилий на канальном уровне по обнаружению и исправлению ошибок.
Типовой подход к решению этой проблемы - разбиение потока битов на кадры, подсчет контрольной суммы для каждого кадра при посылке данных. При приеме контрольная сумма вычисляется для каждого кадра заново и сравнивается с той что храниться в кадре. Если они различаются, то это признак ошибки передачи. Канальный уровень должен принять меры к исправлению ошибки, например, сбросить плохой кадр, послать сообщение об ошибке тому кто прислал этот кадр.
Разбиение потока битов на кадры - задача не простая. Один из способов - делать временную паузу между битами разных кадров. Однако, в сети где нет единого таймера нет гарантии, что эта пауза сохраниться или, наоборот, не появятся новые.
Так как временные методы ненадежны, то применяются другие. Здесь мы рассмотрим четыре основных:
счетчик символов
вставка специальных стартовых и конечных символов
вставка стартовых и концевых битов
нарушение кодировки на физическом уровне
Первый метод показан на рис.3-3. В начало каждого кадра указывается сколько символов в кадре. При приеме число принятых символов подсчитывается опять. Однако, этот метод имеет существенный недостаток: счетчик символов может быть искажен при передаче. Тогда принимающая сторона не сможет обнаружить границы кадра. Даже обнаружив не совпадение контрольных сумм, принимающая сторона не сможет сообщить передающей какой кадр надо переслать, сколько символов пропало. Этот метод ныне используется редко.
Второй метод построен на вставке специальных символов. Обычно для этого используют последовательность DLE STX для начала кадра и DLE ETX для конца кадра. DLE - Data Link Escape; STX - Start TeXt, ETX - End TeXt. При этом методе если даже была потеряна граница текущего кадра, надо просто искать ближайшую последовательность DLE STX или DLE ETX. Здесь есть одна опасность: при передаче чисел или программы в объектном коде такие последовательности могут уже содержаться в передаваемых данных. Для решения этой проблемы используется прием экранирования: каждая последовательность DLE просто дублируется в передаваемых данных. Поэтому при приеме если есть два последовательных DLE, то один удаляется. Этот метод проиллюстрирован на рис.3-4.
Основным недостатком этого метода является то, что он жестко связан с размером байта и кодировкой ASCII. По мере развития сетей эта связь становилась все более и более обременительной.
Был предложен новый прием, позволяющий использовать любое число битов на символ и любую кодировку. Его идея состоит в том, что каждый кадр начинается и заканчивается со специального флаг-байта: 01111110. Посылающая сторона встретив последовательно 5 единиц обязательно вставит 0. Принимающая сторона, приняв 5 последовательных единиц обязательно удалит следующий за ними 0. Если в передаваемых данных встретиться конфигурация флаг-байта, то она будет преобразована в конфигурацию 011111010. Этот метод иллюстрирует рис.3-5. Ясно что он прозрачен для сетевого уровня так, же как и метод вставки байтов.
Таким образом, кадр легко может быть распознан по флаг-байту. Если граница очередного кадра по какой-то причине была потеряна, то все что надо делать - ловить ближайший флаг-байт.
Последний метод используется там, где применяется специальная кодировка битов на физическом уровне. Например, для передачи одного бита используется два импульса. 1 кодируется как переход высокое-низкое, 0 - как низкое-высокое. Сочетания низкое-низкое или высокое-высокое не используются для передачи данных. Их то и используют для границ кадра. Так делают в стандарте IEEE 802 для ЛВС, который мы рассмотрим позже.
Наконец, на практике используют, как правило, комбинацию этих методов. Например, счетчик символов с одним из выше перечисленных. Тогда если число символов в кадру совпадает с кодировкой границы кадра, кадр считается переданным правильно.
Обнаружение ошибок на УКД. Обнаруживающие и исправляющие коды
Решив проблему разбиения на кадры, мы приходим к следующей проблеме: как обеспечить, чтобы кадры попадали на сетевой уровень по назначению и в надлежащей последовательности? Если для отправляющей стороны все равно в какой последовательности поступают кадры, то этой проблемы нет. Например, если нам нужен сервис без уведомления и соединения, но если нам нужен сервис с подтверждением и с соединением, то как быть?
Для решения этой проблемы устанавливают обратную связь между отправителем и получателем в виде кадра подтверждения. Если кадр-подтверждение несет положительную информацию, то считается что переданные кадры прошли нормально, если там сообщение об ошибке, то переданные кадры надо передать заново.
Однако, возможны случаи когда из-за ошибок в канале кадр исчезнет целиком. В этом случае получатель не будет реагировать никак, а отправитель будет сколь угодно долго ждать подтверждения. Для решения этой проблемы на канальном уровне вводят таймеры. Когда передается очередной кадр, то одновременно устанавливается таймер на определенное время. Этого времени должно хватать на то, чтобы получатель получил кадр, а отправитель получил подтверждение. Если отправитель не получит подтверждение раньше, чем истечет время, установленное на таймере, то он будет считать, что кадр потерян и повторит его еще раз.
Однако, если кадр-подтверждение был утерян, то вполне возможно, что один и тот же кадр получатель получит дважды. Как быть? Для решения этой проблемы каждому кадру присваивают порядковый номер. С помощью этого номера получатель может обнаружить дубли.
Итак, таймеры и нумерация кадров - вот основные средства на канальном уровне, обеспечивающие доставку каждого кадра до сетевого уровня в единственном экземпляре.
С другой стороны, для индикации факта ошибки в кадре необходимы специальные средства. К ним относятся методы формирования логических кодов (контрольных последовательностей кадра). Идея этих методов основана на внесении избыточности в передаваемые данные. Т.е. к двоичным разрядам, несущим полезную информацию, перед их передачей добавляются несколько дополнительных разрядов (контрольных разрядов), значение которых формируется по специальному алгоритму и является функцией от значения «полезных» разрядов.
Коды разделяются на обнаруживающие ошибки и исправляющие ошибки. Последние, в отличие от первых, не только индицируют факт ошибки в кадре, но и указывают в каком конкретно разряде произошла ошибка (изменение двоичного 0 на 1 или наоборот).
Ошибки бывают одиночные, когда изменяется значение одного разряда (соседние разряды сохраняют свое истинное значение), и групповые (возникающие «пачкой» - по нескольку ошибочных разрядов друг за другом). В зависимости от количества контрольных разрядов и алгоритма коды могут обнаруживать или исправлять то или иное количество одиночных и/или групповых ошибок. Нетрудно догадаться, что избыточность исправляющих кодов выше, чем обнаруживающих.
Простейший обнаруживающий код - код с контролем четности: в конец кадра добавляют один двоичный разряд, значение которого устанавливается таким образом, чтобы количество единиц в кадре (вместе с самим контрольным разрядом) было четным (или нечетным - в зависимости от договоренности взаимодействующих сторон). Если в процессе передачи один из разрядов кадра изменит свое значение на противоположное, то значение контрольного разряда уже не будет удовлетворять в.у. правилу. Очевидно, что такой код способен обнаруживать лишь нечетное количество одиночных или групповых ошибок.
Пример исправляющего кода - код Хемминга. Этот код умеет исправлять одиночные ошибки. За это приходится «платить» высокой избыточностью: к примеру, при длине исходного сообщения в 7 бит количество необходимых контрольных разрядов будет равно 4.
Исправляющие коды из-за сложности и низкой эффективности используются редко. На практике чаще используются обнаруживающие коды.
Коды обнаруживающие ошибки
Наиболее распространенными являются полиномиальные (циклические избыточные) коды (Cyclic Redundancy Code -CRC).
CRC коды построены на рассмотрении битовой строки как строки коэффициентов полинома. k битовая строка - коэффициенты полинома степени k-1. Самый левый бит строки - коэффициент при старшей степени. Например, строка 110001 представляет полином x5+x4+x0.
Полиномиальная арифметика выполняется по модулю 2. Сложение и вычитание происходит без переноса разрядов. Так, что обе это операции эквивалентны EXCLUSIVE OR. Например,
10011011 00110011 11110000 01010101
+ 11001010 + 11001101 - 10100110 - 10101111
-------- -------- -------- --------
01010001 11111110 01010110 11111010
Деление выполняется как обычно в двоичной системе с той лишь разницей, что вычитание выполняется по модулю два.
Использование полиномиальных кодов при передаче заключается в следующем. Отправитель и получатель заранее договариваются о конкретном генераторе полиномов G(x), у него коэффициенты при старшем члене и при младшем члене должны быть равны 1. Пусть степень G(x) равна r. Для вычисления контрольной суммы блока из m бит надо чтобы обязательно m>r. Идея состоит в том, чтобы добавить контрольную сумму к передаваемому блоку, рассматриваемому как полином М(х) так, чтобы передаваемый блок с контрольной суммой был кратен G(x). Когда получатель получает блок с контрольной суммой, он делит его на G(x). Если есть остаток, то были ошибки при передаче.
Алгоритм вычисления контрольной суммы:
Добавить r нулей в конец блока так, что он теперь содержит m+r разрядов и соответствует полиному xrM(x);
Разделить по модулю 2 полином xrM(x) на G(x);
Вычесть остаток ( длина которого всегда не более r разрядов) из строки, соответствующей xrM(x), по модулю 2. Результат и есть блок с контрольной суммой ( назовем его Т(х)).
Рис.3-7 иллюстрирует этот алгоритм для блока 1101011011 и G(x) = х4+х+1.
Этот метод позволяет отлавливать одиночные ошибки. Групповые ошибки длины не более r. Нечетное число отдельных ошибок.
Существует три международных стандарта на вид G(x):
CRC-12 = x12+x11+x3+x2+x+1
CRC-16 = x16+x15+x2+1
CRC-CCITT = x16+x12+x5+1
CRC-12 используется для передачи символов из 6 разрядов. Два остальных - для 8 разрядных. CRC-16 и CRC-CCITT ловят одиночные, двойные ошибки, групповые ошибки длины не более 16 и нечетное число изолированных ошибок с вероятностью 99,997%.
Управление потоком. Протокол скользящего окна
Другой важной проблемой, которая решается на канальном уровне - управление потоком. Дело в том, что вполне может случиться, что отправитель будет слать кадры столь часто, что получатель не будет успевать их обрабатывать. Это может случиться если, например, машина-отправитель более мощная или загружена слабее, чем машина-получатель.
Для борьбы с такими ситуациями вводят управления потоком. Это управление предполагает обратную связь между отправителем и получателем, которая позволяет им урегулировать такие ситуации. Есть много схем управления потоком, но все они в основе своей используют следующий сценарий. Прежде чем отправитель начнет передачу он спрашивает у получателя сколько кадров тот может принять. Получатель сообщает ему определенное число кадров. Отправитель после того как передаст это число кадров, должен приостановить передачу и спросить получателя опять получателя опять как много кадров тот может принять и т.д.
Протоколы скользящего окна
Рассмотренный здесь протокол является представителем класса протоколов скользящего окна. Протоколы этого класса кроме вышеперечисленных проблем решают еще одну. У отправителя и получателя есть определенная константа n - число кадров, которое отправитель может послать без ожидания подтверждения каждого. По мере получения подтверждений, отправленные кадры будут сбрасываться из буфера отправителя и буфер будет пополняться новыми.
Подобные документы
Методы проектирования LAN для обеспечения обмена данными, доступа к общим ресурсам, принтерам и Internet. Автоматическая адресация в IP-сетях при помощи протокола DHCP. Алгоритмы маршрутизации, базирующиеся на информации о топологии и состоянии сети.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 01.07.2014Анализ применяемых технологий в мультисервисных сетях. Сосуществование сетей АТМ с традиционными технологиями локальных сетей. Характеристика сети передачи данных РФ "Электросвязь" Кемеровской области. Схема организации сети передачи данных, каналы связи.
дипломная работа [642,3 K], добавлен 02.11.2010Эволюция вычислительных систем. Базовые понятия и основные характеристики сетей передачи информации. Задачи, виды и топология локальных компьютерных сетей. Модель взаимодействия открытых систем. Средства обеспечения защиты данных. Адресация в IP-сетях.
лекция [349,0 K], добавлен 29.07.2012Понятие локальной вычислительной сети, ее сущность и особенности, структура и основные элементы. Факторы, влияющие на выбор физической среды передачи. Порядок и этапы составления протоколов маршрутизации, используемые в них алгоритмы и их разновидности.
реферат [246,6 K], добавлен 02.02.2009Виды компьютерных сетей. Методы доступа к несущей в компьютерных сетях. Среды передачи данных и их характеристики. Протокол IP, принципы маршрутизации пакетов, DHCP. Обоснование используемых сред передачи данных. Маршрутизация и расчет подсетей.
курсовая работа [779,8 K], добавлен 15.04.2012Рассмотрение понятия обмена информацией в сети. Изучение протоколов динамической маршрутизации различных комбинаций соединений Ethernet и Serial. Определение зависимости прохождения сигнала от типа порта и кабеля. Применение данных типов маршрутизации.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 28.05.2014Теоретические основы организации локальных сетей. Общие сведения о сетях. Топология сетей. Основные протоколы обмена в компьютерных сетях. Обзор программных средств. Аутентификация и авторизация. Система Kerberos. Установка и настройка протоколов сети.
курсовая работа [46,3 K], добавлен 15.05.2007Топологии компьютерных сетей. Методы доступа к каналам связи. Среды передачи данных. Структурная модель и уровни OSI. Протоколы IP и TCP, принципы маршрутизации пакетов. Характеристика системы DNS. Создание и расчет компьютерной сети для предприятия.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 15.10.2010Определение в процессе исследования эффективного способа защиты информации, передающейся по Wi-Fi сети. Принципы работы Wi-Fi сети. Способы несанкционированного доступа к сети. Алгоритмы безопасности беспроводных сетей. Нефиксированная природа связи.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 18.04.2014Беспроводные сенсорные сети: история и использование, алгоритмы канального уровня. Требования к алгоритмам маршрутизации в беспроводных сенсорных сетях, имитационное моделирование. Исследование надежности передачи данных между узлами в системе Castalia.
магистерская работа [2,1 M], добавлен 11.10.2013
